涂鍍層測厚儀的測量方法及測量原理

涂鍍層測厚儀的測量方法及測量原理

    涂鍍層測厚儀是無損檢測技術(shù)是一門理論上綜合性較強(qiáng)，又非常重視實(shí)踐環(huán)節(jié)的很有發(fā)展前途的學(xué)科。它涉及到材料的物理性質(zhì)、產(chǎn)品設(shè)計、制造工藝、斷裂力學(xué)以及有限元計算等諸多方面。

    涂鍍層測厚儀在化工、電子、電力、金屬等行業(yè)中，為了實(shí)現(xiàn)對各類材料的保護(hù)或裝飾作用，通常要采用噴涂、有色金屬覆蓋以及磷化、陽極氧化處理等方法，這樣，便出現(xiàn)了涂層、鍍層、敷層、貼層或化學(xué)生成膜等概念，我們稱之為“覆層”。

    覆層的厚度測量已成為金屬加工工業(yè)已用戶進(jìn)行成品質(zhì)量檢測*的zui重要的工序。是產(chǎn)品達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的*手段。目前，國內(nèi)外已普遍按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)測定涂鍍層厚度，覆層無損檢測的方法和儀器的選擇隨著材料物理性質(zhì)研究方面的逐漸進(jìn)步而更加至關(guān)重要。

    有關(guān)覆層無損檢測方法，主要有：楔切法、光截法、電解法、厚度差測量法、稱重法、X射線瑩光法、β射線反射法、電容法、磁性測量法及渦流測量法等。這些方法中除了后五種外大多都要損壞產(chǎn)品或產(chǎn)品表面，系有損檢測，測量手段繁瑣，速度慢，多適用于抽樣檢驗(yàn)。

    X射線和β射線反射法可以無接觸無損測量，但裝置復(fù)雜昂貴，測量范圍小。因有放射源，故，使用者必須遵守射線防護(hù)規(guī)范，一般多用于各層金屬鍍層的厚度測量。

電容法一般僅在很薄導(dǎo)電體的絕緣覆層厚度測試上應(yīng)用。

    磁性測量法及渦流測量法，隨著技術(shù)的日益進(jìn)步，特別是近年來引入微處理機(jī)技術(shù)后，測厚儀向微型、智能型、多功能、高精度、實(shí)用化方面邁進(jìn)了一大步。測量的分辨率已達(dá)0.1μm，精度可達(dá)到1％。又有適用范圍廣，量程寬、操作簡便、價廉等特點(diǎn)。是工業(yè)和科研使用zui廣泛的儀器。

     采用無損檢測方法測厚既不破壞覆層也不破壞基材，檢測速度快，故能使大量的檢測工作經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行。 涂鍍層測厚儀的測量方法與操作指導(dǎo)以下分別介紹兩種常規(guī)測厚的方法。

磁性測量原理

一、磁吸力原理測厚儀
利用*磁鐵測頭與導(dǎo)磁的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(guān)系可測量覆層的厚度，這個距離就是覆層的厚度，所以只要覆層與基材的導(dǎo)磁率之差足夠大，就可以進(jìn)行測量。鑒于大多數(shù)工業(yè)品采用結(jié)構(gòu)鋼和熱軋冷軋鋼板沖壓成形，所以磁性測厚儀應(yīng)用zui廣。測量儀基本結(jié)構(gòu)是磁鋼，拉簧，標(biāo)尺及自停機(jī)構(gòu)。當(dāng)磁鋼與被測物吸合后，有一個彈簧在其后逐漸拉長，拉力逐漸增大，當(dāng)拉力鋼大于吸力磁鋼脫離的一瞬間記錄下拉力的大小即可獲得覆層厚度。一般來講，依不同的型號又不同的量程與適應(yīng)場合。在一個約350º角度內(nèi)可用刻度表示0～100µm；0～1000µm；0～5mm等的覆層厚度，精度可達(dá)5％以上，能滿足工業(yè)應(yīng)用的一般要求。這種儀器的特點(diǎn)是操作簡單、強(qiáng)固耐用、不用電源和測量前的校準(zhǔn)，價格也較低，很適合車間作現(xiàn)場質(zhì)量控制。

二、磁感應(yīng)原理測厚儀
        磁感應(yīng)原理是利用測頭經(jīng)過非鐵磁覆層而流入鐵基材的磁通大小來測定覆層厚度的，覆層愈厚，磁通愈小。由于是電子儀器，校準(zhǔn)容易，可以實(shí)多種功能，擴(kuò)大量程，提高精度，由于測試條件可降低許多，故比磁吸力式應(yīng)用領(lǐng)域更廣。
        當(dāng)軟鐵芯上繞著線圈的測頭放在被測物上后，儀器自動輸出測試電流，磁通的大小影響到感應(yīng)電動勢的大小，儀器將該信號放大后來指示覆層厚度。早期的產(chǎn)品用表頭指示，精度和重復(fù)性都不好，后來發(fā)展了數(shù)字顯示式，電路設(shè)計也日趨完善。近年來引入微處理機(jī)技術(shù)及電子開關(guān)，穩(wěn)頻等技術(shù)，多種獲的產(chǎn)品相繼問世，精度有了很大的提高，達(dá)到1%,分辨率達(dá)到0.1µm，磁感應(yīng)測厚儀的測頭多采用軟鋼做導(dǎo)磁鐵芯，線圈電流的頻率不高，以降低渦流效應(yīng)的影響，測頭具有溫度補(bǔ)償功能。由于儀器已智能化，可以辨識不同的測頭，配合不同的軟件及自動改變測頭電流和頻率。一臺儀器能配合多種測頭，也可以用同一臺儀器?？梢哉f，適用于工業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)研究的儀器已達(dá)到了了非常實(shí)用化的階段。
利用電磁原理研制的測厚儀，原則上適用所有非導(dǎo)磁覆層測量，一般要求基本的磁導(dǎo)率達(dá)500以上。覆層材料如也是磁性的，則要求與基材的磁導(dǎo)率有足夠大的差距（如鋼上鍍鎳層）。磁性原理測厚儀可以應(yīng)用在*測量鋼鐵表面的油漆涂層，瓷、搪瓷防護(hù)層，塑料、橡膠覆層，包括鎳鉻在內(nèi)的各種有色金屬電鍍層，化工石油行業(yè)的各種防腐涂層。對于感光膠片、電容器紙、塑料、聚酯等薄膜生產(chǎn)工業(yè)，利用測量平臺或輥（鋼鐵制造）也可用來實(shí)現(xiàn)大面積上任一點(diǎn)的測量。