涂层测厚仪的工作原理
涂层、镀层、敷层、贴层、对材料表面保护、装饰而形成的覆盖层,在有关国家和国际标准中称为覆层,覆层厚度测量已成为加工工业、表面工程质量检测的重要部分,是产品达到优等标准的必备手段。为使产品更加国际化,我国出口商品和涉外项目中,对覆层厚度有严格的要求。
工业技术的日益进步,近年来引入微机技术后,采用磁性和涡流的测厚仪向微型、智能、多功能、高精度、实用化的方向进了一大步。测量的分辨率已达0.1微米,精度可达到1%,有了大幅度的提高。它适用性强,量程广、操作简便,是工业和科研使用*广泛的测厚仪器。
测量原理与常用测试仪器 :
一.磁感应测量原理
采用磁感应原理时,利用从测头经过非铁磁覆层而流入铁磁基体的磁通的大小,来测定覆层厚度。还可以测定与之对应的磁阻的大小,来表示其覆层厚度。覆层越厚,则磁阻越大,磁通越小。利用磁感应原理的测厚仪,原则上可以有导磁基体上的非导磁覆层厚度。一般要求基材导磁率在500以上。如果覆层材料也有磁性,则要求与基材的导磁率之差足够大(如钢上镀镍)。当软芯上绕着线圈的测头放在被测样本上时,仪器自动输出测试电流或测试信号。早期的产品采用指针式表头,测量感应电动势的大小,仪器将该信号放大后来指示覆层厚度。近年来的电路设计引入稳频、锁相、温度补偿等地新技术,利用磁阻来调制测量信号。还采用**设计的集成电路,引入微机,使测量精度和重现性有了大幅度的提高。
磁性原理测厚仪可应用来**测量钢铁表面的油漆层,瓷、搪瓷防护层,塑料、橡胶覆层,包括铬在内的各种有色金属电镀层,以及化工石油待业的各种防腐涂层。
常用的磁性测厚仪有:
时代TT220磁性测厚仪
时代TT260磁性测厚仪
德国EPK G6磁性测厚仪
二.电涡流测量原理
当高频交流信号在测头线圈中产生电磁场,测头靠近导体时,就在其中形成涡流。测头离导电基体愈近,则涡流愈大,反射阻抗也愈大。这个反馈作用量表征了测头与导电基体之间距离的大小,也就是导电基体上非导电覆层厚度的大小。这类测头专门测量非铁磁金属基材上的覆层厚度,所以常称之为非磁性测头。非磁性测头采用高频材料做线圈铁芯,例如铂镍合金或其它新材料。与磁感应原理比较,主要区别是测头不同,信号的频率不同,信号的大小、标度关系不同。
采用电涡流原理的测厚仪,原则上对所有导电体上的非导电体覆层均可测量,如航天航空器表面、车辆、家电、铝合金门窗及其它铝制品表面的漆,塑料涂层及阳极氧化膜。覆层材料有一定的导电性,通过校准同样也可测量,但要求两者的导电率之比至少相差3-5倍(如铜上镀铬)。虽然钢铁基体亦为导电体,但这类任务还是采用磁性原理测量较为合。
常用的涡流测厚仪有:
时代TT260N涡流测厚仪
德国EPK 600N涡流测厚仪
采用无损检测仪器既不破坏覆层也不破坏基材,检测速度快,能使大量的检测工作经济地进行。