电磁/电涡流测厚原理及测厚仪

电磁/电涡流测厚原理及测厚仪

由材料表面保护和装饰形成的覆盖层，如涂层、电镀、覆层、粘贴、化学生成的薄膜等，在相关国家和国际标准中称为涂层。
涂层测厚已成为加工业和表面工程质量检验的重要组成部分，是产品达到优良质量标准不可或缺的手段。为使产品国际化，我国出口商品及涉外项目对涂层厚度有明确要求。
涂层厚度的测量方法主要有：楔形切割法、截光法、电解法、厚度差测量法、称重法、X射线荧光法、β射线背散射法、电容法、磁测量法和涡流测量法方法等。这些方法中的前五种是破坏性测试。测量方法繁琐、速度慢，多适用于抽样检验。
X射线和β射线法是非接触、无损测量，但设备复杂、价格昂贵，测量范围小。由于存在放射源，用户必须遵守辐射防护规定。 X射线法可以测量极薄的镀层、双层镀层和合金镀层。 β射线法适用于原子序数大于3的涂层和基材的测量。电容法仅用于测量细导体绝缘涂层的厚度。
随着科技的不断进步，特别是近年来引入微机技术后，采用磁法和涡流法的测厚仪已向小型化、智能化、多功能化、高精度、实用化迈进了一步。测量分辨率达到0.1微米，精度可达1%，大大提高。它应用范围广，测量范围广，操作方便，价格低廉，是工业和科研中应用*广泛的测厚仪器。
采用非破坏性方法既不破坏涂层也不破坏基材，检测速度快，可以经济地进行大量的检测工作。
测量原理及仪器
一。磁吸测量原理及测厚仪
*磁铁（探头）与导磁钢之间的吸引力大小与两者之间的距离成正比，即涂层的厚度。利用这个原理制作测厚仪，只要涂层与基材的渗透率差异足够大，就可以进行测量。鉴于大多数工业产品是由结构钢和热轧冷轧钢板冲压成型，磁测厚仪被广泛使用。测厚仪的基本结构由磁钢、继电器弹簧、尺子和自停机构组成。磁钢吸附到被测物体上后，测量弹簧逐渐拉长，拉力逐渐增大。当拉力刚好大于吸力时，通过记录磁体分离瞬间的拉力就可以得到涂层的厚度。新产品这个记录过程可以自动完成。不同的型号有不同的范围和适用的场合。
该仪器具有操作简便、坚固耐用、无需电源、测量前无需校准、价格低廉等特点，非常适合车间现场质量控制。
二。磁感应测量原理
当利用磁感应原理时，涂层的厚度是通过从探头流过非铁磁性涂层并流入铁磁性基体的磁通量的大小来衡量的。还可以通过测量相应磁阻的大小来指示涂层的厚度。涂层越厚，磁阻越大，磁通量越小。利用磁感应原理的测厚仪，原则上可以测量磁性基体上非磁性涂层的厚度。一般要求基材的磁导率在500以上。如果镀层材料也是磁性的，则要求磁导率与基材的差异足够大（如钢上镀镍）。当软芯上带有线圈的探头放在被测样品上时，仪器自动输出测试电流或测试信号。早期的产品使用指针式仪表来测量感应电动势的大小。仪器将信号放大，然后指示涂层的厚度。近年来，电路设计引入了稳频、锁相、温度补偿等新技术，利用磁阻对测量信号进行调制。它还采用了设计的集成电路并引入了微机，大大提高了测量精度和重现性（几乎达到一个数量级）。现代磁感应测厚仪的分辨率为0.1um，允许误差为1%，测量范围为10mm。
磁原理测厚仪可用于测量钢铁、瓷器、搪瓷保护层、塑料、橡胶涂层、镍、铬等各种有色金属电镀层，以及各种化学、石油工业。涂层。
三。涡流测量原理
高频交流信号在探头线圈中产生电磁场。当探头靠近导体时，在其中形成涡流。探头离导电衬底越近，涡流越大，反射阻抗越大。这种反馈作用代表了探头与导电基体之间的距离，即导电基体上非导电涂层的厚度。由于这类探头专门测量非铁磁性金属基体上的涂层厚度，所以通常称为非磁性探头。非磁性探头采用高频材料作为线圈芯，如铂镍合金或其他新材料。与磁感应原理相比，主要区别在于探头不同，信号的频率不同，信号的大小和尺度不同。与磁感应测厚仪一样，涡流测厚仪分辨率为0.1um，允许误差为1%。高水平测量范围10mm。
测厚仪采用涡流原理，原则上可以测量所有导体上的非导电涂层，如航天飞机、车辆、家电、铝合金门窗等铝制品表面油漆，塑料涂层和阳极氧化膜。镀层材料具有一定的导电性，也可以通过校准来测量，但要求两者的导电性之比至少相差3-5倍（如铜镀铬）。虽然钢基体也是一种电导体，但对于此类任务，使用磁测量原理更为合适。