關于涂覆層測厚儀的測量原理與儀器種類
對材料表面保護、裝飾形成的覆蓋層,如涂層今魔、鍍層、敷層障贸、貼層错森、化學生成膜等,在有關國家和國際標準中稱為覆層(coating)牌骚。
覆層厚度測量已成為加工工業(yè)翎女、表面工程質量檢測的重要一環(huán),是產品達到優(yōu)等質量標準的必備手段缘荧。
為使產品國際化酸飞,我國出口商品和涉外項目中,對覆層厚度有了明確的要求蒿榄。
覆層厚度的測量方法主要有:楔切法央封,光截法,電解法夹昼,厚度差測量法徐渗,稱重法,X射線熒光法帘达,β射線反向散射法店麻,電容法、磁性測量法及渦流測量法等栏蝙。這些方法中前五種是有損檢測坐求,測量手段繁瑣,速度慢晌梨,多適用于抽樣檢驗桥嗤。
X射線和β射線法是無接觸無損測量,但裝置復雜昂貴仔蝌,測量范圍較小泛领。因有放射源荒吏,使用者必須遵守射線防護規(guī)范。X射線法可測極薄鍍層渊鞋、雙鍍層绰更、合金鍍層。β射線法適合鍍層和底材原子序號大于3的鍍層測量篓像。電容法僅在薄導電體的絕緣覆層測厚時采用动知。
隨著技術的日益進步,特別是近年來引入微機技術后员辩,采用磁性法和渦流法的測厚儀向微型盒粮、智能、多功能企电、高精度嘶在、實用化的方向進了一步。測量的分辨率已達0.1微米乃筐,精度可達到1%扎趋,有了大幅度的提高。它適用范圍廣玄饶,量程寬莲态、操作簡便且價廉,是工業(yè)和科研使用最廣泛的測厚儀器李腐。
采用無損方法既不破壞覆層也不破壞基材秤凡,檢測速度快,能使大量的檢測工作經濟地進行憎苦。
測量原理與儀器
一.磁吸力測量原理及測厚儀
永久磁鐵(測頭)與導磁鋼材之間的吸力大小與處于這兩者之間的距離成一定比例關系丘登,這個距離就是覆層的厚度。利用這一原理制成測厚儀叁震,只要覆層與基材的導磁率之差足夠大竿漂,就可進行測量。鑒于大多數工業(yè)品采用結構鋼和熱軋冷軋鋼板沖壓成型窘问,所以磁性測厚儀應用最廣辆童。測厚儀基本結構由磁鋼,接力簧惠赫,標尺及自停機構組成把鉴。磁鋼與被測物吸合后,將測量簧在其后逐漸拉長汉形,拉力逐漸增大。當拉力剛好大于吸力倍阐,磁鋼脫離的一瞬間記錄下拉力的大小即可獲得覆層厚度概疆。新型的產品可以自動完成這一記錄過程逗威。不同的型號有不同的量程與適用場合。
這種儀器的特點是操作簡便岔冀、堅固耐用凯旭、不用電源,測量前無須校準使套,價格也較低罐呼,很適合車間做現場質量控制。
二.磁感應測量原理
采用磁感應原理時确确,利用從測頭經過非鐵磁覆層而流入鐵磁基體的磁通的大小尺夺,來測定覆層厚度。也可以測定與之對應的磁阻的大小面啄,來表示其覆層厚度舒叨。覆層越厚,則磁阻越大焊蕉,磁通越小滔测。利用磁感應原理的測厚儀,原則上可以有導磁基體上的非導磁覆層厚度谊弯。一般要求基材導磁率在500以上罚迹。如果覆層材料也有磁性,則要求與基材的導磁率之差足夠大(如鋼上鍍鎳)霍鹿。當軟芯上繞著線圈的測頭放在被測樣本上時异这,儀器自動輸出測試電流或測試信號。早期的產品采用指針式表頭父独,測量感應電動勢的大小格缘,儀器將該信號放大后來指示覆層厚度。近年來的電路設計引入穩(wěn)頻酬屉、鎖相半等、溫度補償等地新技術,利用磁阻來調制測量信號呐萨。還采用專利設計的集成電路杀饵,引入微機,使測量精度和重現性有了大幅度的提高(幾乎達一個數量級)谬擦。
現代的磁感應測厚儀切距,分辨率達磁感應測厚儀_電渦流測量原理_磁吸力測量原理及測厚儀_電渦流原理的測厚儀到0.1um,允許誤差達1%惨远,量程達10mm谜悟。
磁性原理測厚儀可應用來精確測量鋼鐵表面的油漆層,瓷北秽、搪瓷防護層葡幸,塑料最筒、橡膠覆層,包括鎳鉻在內的各種有色金屬電鍍層蔚叨,以及化工石油待業(yè)的各種防腐涂層床蜘。
三.電渦流測量原理
高頻交流信號在測頭線圈中產生電磁場,測頭靠近導體時议猛,就在其中形成渦流玛呐。測頭離導電基體愈近,則渦流愈大蟋晾,反射阻抗也愈大冻咆。這個反饋作用量表征了測頭與導電基體之間距離的大小,也就是導電基體上非導電覆層厚度的大小睁去。由于這類測頭專門測量非鐵磁金屬基材上的覆層厚度戚促,所以通常稱之為非磁性測頭。非磁性測頭采用高頻材料做線圈鐵芯殃宜,例如鉑鎳合金或其它新材料睡誉。與磁感應原理比較,主要區(qū)別是測頭不同挟撑,信號的頻率不同伤很,信號的大小、標度關系不同嫩坷。與磁感應測厚儀一樣肺樟,渦流測厚儀也達到了分辨率0.1um,允許誤差1%逻淌,量程10mm的高水平么伯。
采用電渦流原理的測厚儀,原則上對所有導電體上的非導電體覆層均可測量卡儒,如航天航空器表面田柔、車輛、家電骨望、鋁合金門窗及其它鋁制品表面的漆硬爆,塑料涂層及陽極氧化膜。覆層材料有一定的導電性擎鸠,通過校準同樣也可測量缀磕,但要求兩者的導電率之比至少相差3-5倍(如銅上鍍鉻)。雖然鋼鐵基體亦為導電體劣光,但這類任務還是采用磁性原理測量較為合理袜蚕。
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