塗鍍層測厚儀相關的測試原理及應用

    適用導磁材料上的非導（dǎo）磁層厚度測量（liàng）.導磁材料一般（bān）為:鋼\鐵\銀（yín）\鎳（niè）.此種方法測量精（jīng）度高

    適用導電金屬上的非導電層厚度測量.此種（zhǒng）方法較磁性測厚法精度（dù）低

    目前國內還沒有用此種方法測量塗鍍層厚度的,國外個（gè）別廠家有這樣的儀器,適（shì）用多層塗鍍層厚度（dù）的測（cè）量或則（zé）是以上兩種（zhǒng）方法都無法測量的場合.但一般（bān）價（jià）格昂貴\測量精（jīng）度也不高.

    此方法（fǎ）有別於以上三種,不屬於無損檢測,需要破壞塗鍍層.一般精度也不高.測量（liàng）起來較其（qí）他幾種麻煩

    此種儀（yí）器價格非常昂貴（一般在10萬RMB以上）,適用於一些特殊場合.

    測量原理與儀器

    *磁鐵（測頭）與導磁（cí）鋼材之間的吸力大小與處於這兩者之間的距離成一定比例關係（xì），這個距離就是覆（fù）層的（de）厚度。利（lì）用這一原理製成測厚儀，隻要覆層與基材的導（dǎo）磁率之差足夠大（dà），就可進行測量。鑒（jiàn）於大多數（shù）工業品采（cǎi）用結構鋼（gāng）和（hé）熱軋冷軋鋼板衝壓（yā）成型，所以磁性測厚（hòu）儀應用zui廣。測厚儀基本結（jié）構由磁（cí）鋼，接力簧，標尺及自停（tíng）機構組成。磁（cí）鋼與被測物吸合後（hòu），將（jiāng）測量簧在其後逐漸拉長，拉力逐漸（jiàn）增（zēng）大（dà）。當拉力剛好大於吸力，磁鋼脫（tuō）離的（de）一瞬間記錄下拉力的大小即可獲得覆層厚度。新型的產品可以自動完成這一記錄（lù）過程。不同（tóng）的型號有（yǒu）不同（tóng）的量程與適用場合。

    這種儀器的特點是操（cāo）作簡便、堅固耐用、不用電源，測量前無須校準（zhǔn），價格也較低（dī），很適合車間做現場質量控製。

    采用磁感應原理時，利用從測頭經過（guò）非鐵磁覆層而流入鐵磁基體的磁通的大小（xiǎo），來（lái）測定覆層厚度。也（yě）可以測定與之對（duì）應的（de）磁阻的大小，來表示其覆層（céng）厚度。覆層越厚，則磁阻越大，磁通越小。利用磁（cí）感應原理的測厚儀，原則上可以有導磁基體（tǐ）上的非（fēi）導磁覆層厚度。一般要求基材導磁率在500以上。如果覆層材料也有磁性，則要（yào）求與基（jī）材（cái）的導磁（cí）率之差足夠大（如（rú）鋼（gāng）上鍍鎳）。當軟芯（xīn）上繞著線圈的測頭放在被（bèi）測樣本上時（shí），儀器自動輸出測試電流或測（cè）試信號。早期的產品采用指針式表（biǎo）頭，測量感應電動勢的大小，儀器（qì）將該信號放大後來指示（shì）覆層（céng）厚度。近年來的電路設計引入（rù）穩頻、鎖相、溫度補（bǔ）償等地新技術，利用磁阻來調製測量信號。還（hái）采用設計的集成電路，引入微機，使測量精度和重（chóng）現性有了大幅度的提（tí）高（幾乎達一個數量級）。現代的磁感應測厚儀，分辨率達到0.1um，允許誤差達1%，量程達10mm。

    磁性（xìng）原理測厚儀可應用來測量鋼鐵（tiě）表麵的油漆層，瓷、搪瓷防護層，塑料、橡膠覆層，包括鎳鉻（gè）在內（nèi）的各（gè）種有色金屬電鍍層，以及化工石（shí）油待（dài）業的各種防腐塗層。

    高頻交流信號在測頭線圈中產生電磁場，測頭靠近導體時，就在其（qí）中形成渦流。測頭離導電基體愈近，則渦流愈大，反射阻抗也愈大。這個反饋作用量表征了測頭（tóu）與導電基體之間距離的大小，也就是導電基體上（shàng）非導電覆（fù）層厚（hòu）度的大小。由於這類測頭專（zhuān）門測量非鐵磁金屬基材上的（de）覆（fù）層厚（hòu）度，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，例如鉑（bó）鎳合金或其它新材料。與（yǔ）磁感（gǎn）應原理比較，主（zhǔ）要區（qū）別是測（cè）頭不同（tóng），信號的頻率不同，信號的大（dà）小、標度（dù）關係不同。與磁感（gǎn）應測厚儀（yí）一樣，渦流測厚儀也達到了分辨率0.1um，允許誤差1%，量程10mm的高水平。

    采用電渦流原理的測厚儀（yí），原則上對（duì）所有導電體上的非導電體覆層均（jun1）可測量，如航天航空器表麵（miàn）、車輛、家電、鋁合金（jīn）門窗及其它鋁製（zhì）品（pǐn）表麵的（de）漆，塑料塗層（céng）及陽極氧化膜。覆層材料有（yǒu）一定的（de）導電性，通過校準同樣也可測量，但要求兩者的導電率之比至少相差3-5倍（如銅上鍍鉻（gè））。雖然鋼鐵基（jī）體亦為導電體，但這類任務（wù）還是采用磁（cí）性原理測量較為合適

    1．影響（xiǎng）因素的有關說明

    a基體金屬磁（cí）性質

    磁性法測厚受基體金屬磁性變化的影響（在（zài）實際（jì）應用中，低碳鋼（gāng）磁性的變化（huà）可以認為是輕微的），為了避免（miǎn）熱處理和冷（lěng）加工因素的影響，應使用與試件基體（tǐ）金屬具有相（xiàng）同性質的標準片對儀器進行校準；亦可用待塗覆試（shì）件進行校準。

    b基體金屬電性質

    基體金屬的（de）電導率對測量有影響，而基體金屬的電導（dǎo）率與其材料成分及熱處理方法有關。使用與（yǔ）試件基體金屬具有相（xiàng）同性質的標準片對（duì）儀器（qì）進（jìn）行校準。

    c基體金屬厚度

    每一（yī）種儀器都有一個基體金屬（shǔ）的臨界厚度。大於這個厚度，測量就不（bú）受基體金屬厚度的影響。本儀器的臨界厚度值見附表1。

    d邊緣效應

    本儀器對試（shì）件表麵形（xíng）狀（zhuàng）的陡變（biàn）敏感。因（yīn）此在靠近試件邊緣或內轉角處進（jìn）行測量是不可靠的。

    e曲率

    試件的曲率對測量有影響。這種影響總是隨著曲率半（bàn）徑的減少明顯地增大。因此，在彎（wān）曲（qǔ）試件的表（biǎo）麵上測量是不（bú）可靠的。

    f試件（jiàn）的變形

    測（cè）頭會使軟（ruǎn）覆蓋層試件變（biàn）形，因（yīn）此在這些試件上測出可靠的數據。

    g表麵粗糙度

    基體金（jīn）屬和（hé）覆（fù）蓋層的表麵粗糙程度對測量有（yǒu）影（yǐng）響。粗糙（cāo）程度增大，影響增大。粗糙（cāo）表麵會引起係統誤差和偶然誤差，每次測量時，在不同位置上（shàng）應增加測量的次（cì）數，以克服這種偶然誤差。如果基體金屬粗糙，還（hái）必須在未塗（tú）覆的粗糙度相類（lèi）似的基體金屬試件上取幾個位置校對（duì）儀器的零點；或用對（duì）基體金屬沒有腐蝕的溶液溶解除去覆蓋層後，再校對儀器的零點。

    g磁（cí）場

    周（zhōu）圍（wéi）各種電氣設備所（suǒ）產生的強磁場，會嚴重地幹擾磁性法（fǎ）測厚工作。

    h附著物質

    本儀器對那些妨礙測頭與覆蓋層表麵（miàn）緊（jǐn）密接觸的附著物質敏感，因此，必須清除附著物質，以保證儀器測頭和（hé）被（bèi）測試件表麵（miàn）直接接（jiē）觸。

    i測頭壓力

    測頭置於試件（jiàn）上所施加的壓力大小會影響測量的讀數，因此，要保持壓力恒定。

    j測頭（tóu）的取向

    測頭的放（fàng）置（zhì）方式對測量有影響。在測量中，應當使測頭（tóu）與試（shì）樣表麵保持垂直。

    2．使用儀器（qì）時應當遵（zūn）守的規定

    a基體金屬特性（xìng）

    對於磁性（xìng）方法，標（biāo）準片的基（jī）體金屬（shǔ）的磁性和（hé）表麵粗糙度，應當與試件基體金屬的磁（cí）性和表麵粗糙度相似。

    對於渦流方法，標準片基體金屬的電性質，應當與試件基體金（jīn）屬（shǔ）的電性質相似（sì）。

    b基體金屬（shǔ）厚度

    檢查基體金屬厚度是否超過臨界厚度，如果沒有，可采用（yòng）3.3中的某種（zhǒng）方法進行校準。

    c邊緣效（xiào）應

    不應在（zài）緊靠試件的突變（biàn）處，如邊緣、洞和（hé）內轉角等處進行測量。

    d曲率

    不應在（zài）試件的彎曲表麵上測量。

    e讀數次數（shù）

    通常（cháng）由於儀器的每次讀數並不*相同，因此必須在每一測量（liàng）麵積內取幾個讀數。覆蓋層厚（hòu）度的局部差異，也要求在任一給定的麵積內進行多次測量，表麵粗造時更應如此。

    f表麵清潔（jié）度

    測量前，應清除表麵上的任何附著物質，如塵土、油脂及腐蝕產物等，但不要除（chú）去任何覆（fù）蓋層物質