影響圖層涂層測厚儀的因素及其原理

        無損檢測技術(shù)是一門很有發(fā)展前景的學(xué)科，理論綜合性強(qiáng)，注重實踐。它涉及材料的物理性能、產(chǎn)品設(shè)計、制造工藝、斷裂力學(xué)和有限元計算等諸多方面。
        在化工、電子、電力、金屬等行業(yè)，為了保護(hù)或裝飾各種材料，通常采用噴涂、有色金屬覆蓋、磷化、陽極氧化等方法。層、涂層、涂層、粘層或化學(xué)生成薄膜的概念，我們稱之為“覆層"。
        熔覆層的厚度測量已成為金屬加工行業(yè)用戶對成品進(jìn)行質(zhì)量檢測所必需的最重要的工序。是產(chǎn)品達(dá)標(biāo)的必要手段。目前，涂層厚度一般按照國內(nèi)外統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)確定。隨著對材料物理性能研究的逐步深入，涂層無損檢測方法和儀器的選擇越來越重要。
        熔覆的無損檢測方法主要有：楔形切割法、光截斷法、電解法、厚度差測量法、稱重法、X射線熒光法、β射線反射法、電容法、磁測量法和渦流法電流測量等。這些方法除了最后五種外，大部分都會損壞產(chǎn)品或產(chǎn)品表面。它們是破壞性檢測，測量方法繁瑣，速度慢，大多適用于抽樣檢驗。
         X射線和β射線反射法可以進(jìn)行非接觸、無損測量，但裝置復(fù)雜、昂貴，測量范圍小。由于有放射源，用戶必須遵守輻射防護(hù)規(guī)定，一般用于金屬鍍層各層的厚度測量。
        電容法一般只適用于極薄導(dǎo)體的絕緣涂層厚度。
        磁測量和渦流測量。隨著技術(shù)的日益進(jìn)步，特別是近幾年引入微處理器技術(shù)后，測厚儀在小型化、智能化、多功能化、高精度化和實用化方面向前邁進(jìn)了一大步。測量分辨率達(dá)到0.1μm，精度可達(dá)1%。具有適用范圍廣、測量范圍廣、操作方便、價格低廉等特點。它是工業(yè)和科學(xué)研究中使用*泛的儀器。
        無損探傷法測厚既不損傷涂層也不損傷基材，檢測速度快，可以經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行大量的檢測工作。下面介紹幾種常規(guī)的厚度測量方法。
        測量原理
        1、基于磁吸原理的測厚儀
        鍍層的厚度可以用*磁鐵探頭和導(dǎo)磁鋼之間的吸引力與兩者的距離成正比來測量，這個距離就是鍍層的厚度，所以只要兩者的差值涂層和基材的滲透性足夠大，可以測量。鑒于大多數(shù)工業(yè)產(chǎn)品都是由結(jié)構(gòu)鋼和熱軋和冷軋鋼板沖壓而成，因此磁性測厚儀的應(yīng)用最為廣泛。測量儀的基本結(jié)構(gòu)是磁鋼、拉簧、尺子和自停機(jī)構(gòu)。當(dāng)磁鋼與被測物相吸時，彈簧逐漸伸長，拉力逐漸增大。當(dāng)鋼的拉力大于吸力時，記錄磁鋼脫離瞬間的下拉力，即可得到鍍層厚度。一般來說，根據(jù)不同的型號和不同的范圍和適合的場合。涂層厚度0～100µm； 0～1000μm； 0～5mm等可在350度左右的角度內(nèi)用刻度表示，精度可達(dá)5%以上，可滿足工業(yè)應(yīng)用的一般要求。該儀器的特點是操作簡單、堅固耐用、測量前無需電源和校準(zhǔn)、價格低廉，非常適合車間進(jìn)行現(xiàn)場質(zhì)量控制。
        二、磁感應(yīng)測厚儀原理
        磁感應(yīng)原理是利用探頭穿過非鐵磁性涂層并流入鐵基體的磁通量的大小來測量涂層的厚度。涂層越厚，磁通量越小。由于是電子儀器，校準(zhǔn)方便，可以執(zhí)行各種功能，擴(kuò)大范圍，提高精度。由于測試條件可以減少很多，所以它比磁吸式具有更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。
        當(dāng)軟鐵芯上帶有線圈的探頭放在被測物體上時，儀器自動輸出測試電流，磁通量的大小影響感應(yīng)電動勢的大小，儀器將信號放大，然后表示涂層的厚度。早期的產(chǎn)品都是用米來指示的，準(zhǔn)確度和重復(fù)性都不好。后來又發(fā)展出數(shù)顯型，電路設(shè)計也日趨完善。近年來，微處理器技術(shù)、電子開關(guān)、穩(wěn)頻等技術(shù)相繼推出，多種產(chǎn)品相繼問世，精度大幅提升，達(dá)到1%，分辨率達(dá)到0。1µm，磁感應(yīng)測厚儀的探頭多采用低碳鋼為導(dǎo)電芯，線圈電流的頻率不高以減少渦流效應(yīng)的影響，探頭具有溫度補(bǔ)償功能.由于儀器已經(jīng)智能化，可以識別不同的探頭，配合不同的軟件，自動改變探頭的電流和頻率。一臺儀器可與多種探頭配合使用，也可使用同一儀器?？梢哉f，適合工業(yè)生產(chǎn)和科研的儀器已經(jīng)到了非常實用的階段。
        采用電磁原理研制的測厚儀，原則上適用于所有非磁性導(dǎo)電涂層測量，一般要求基本磁導(dǎo)率在500以上。如果包層材料也有磁性，則要求有足夠大的間隙與基材的磁導(dǎo)率有關(guān)（如鋼上鍍鎳）。磁原理測厚儀可用于測量鋼鐵表面的油漆涂層、瓷和搪瓷保護(hù)涂層、塑料和橡膠涂層、包括鎳和鉻在內(nèi)的各種有色金屬鍍層，以及化工和石油中的各種防腐涂層。行業(yè)。 .對于感光膜、電容紙、塑料、聚酯等薄膜生產(chǎn)行業(yè)，也可以使用測量平臺或滾輪（鋼鐵制造）來測量大面積上的任意一點。
         3.渦流原理測厚儀
        渦流測厚法主要用于金屬基材上各種非金屬涂層的測量。高頻交流電用于在探頭的線圈中產(chǎn)生電磁場。當(dāng)探頭靠近導(dǎo)電金屬體時，在金屬材料中形成渦流，并且隨著與金屬體距離的減小而增大。渦流會影響探頭線圈。因此，反饋作用是測量探頭和基底金屬之間的距離。因為探頭是用來測量非鐵磁性金屬基材上涂層的厚度，所以我們通常稱探頭為非磁性探頭。無磁探頭一般采用高頻高導(dǎo)磁材料作為線圈芯，常采用鉑鎳合金等新材料制成。與磁測量原理相比，它們的電學(xué)原理基本相同，主要區(qū)別在于探頭不同，測試電流的頻率不同，信號大小和比例關(guān)系不同。在我公司測厚儀中，通過對探頭結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)，結(jié)合微機(jī)技術(shù)，不同的探頭自動識別不同的控制程序，分別輸出不同的測試。電流和刻度轉(zhuǎn)換軟件最終使兩種不同類型的探頭連接到同一個測厚儀上，減輕了用戶的負(fù)擔(dān)。厚度測量范圍擴(kuò)大（可達(dá)10萬次以上），可測量包括導(dǎo)磁材料表面的非導(dǎo)磁涂層、導(dǎo)電材料表面的非導(dǎo)磁涂層和表面的導(dǎo)電層非導(dǎo)電材料，基本滿足工業(yè)要求。滿足大多數(shù)行業(yè)的需求。
        利用渦流原理的測厚儀，原則上可以測量所有導(dǎo)體上的非導(dǎo)體涂層，如航天飛機(jī)、車輛、家用電器、鋁合金門窗等鋁材表面的油漆和塑料涂層。產(chǎn)品和陽極氧化膜。一些特殊的應(yīng)用，例如在某種金屬和其他非導(dǎo)電層上噴涂金剛石涂層。覆層材料也可以具有一定的電導(dǎo)率，也可以通過校準(zhǔn)來測量，但要求兩者的電導(dǎo)率之比至少相差3到5倍（如銅上鍍鉻）。