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磁（cí）層厚（hòu）度測量.導磁材料一般為:鋼\鐵\銀\鎳.此種方法測量精度高

    適用導電金（jīn）屬上的（de）非導電層厚度（dù）測量.此種方法較磁性（xìng）測厚法精（jīng）度低

    目前國內還沒有用（yòng）此（cǐ）種方法測量塗鍍層厚度的,國外個別廠家有這樣（yàng）的儀器,適用多層塗鍍層厚度的測（cè）量或則是以上兩種方法都無（wú）法測量的場合.但一般價格昂貴\測量精度也不高.

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

    此種（zhǒng）儀器價格非常昂貴（一般在（zài）10萬RMB以上）,適用於一（yī）些特殊場合.

    測量原理與儀器

    *磁鐵（測頭）與（yǔ）導磁（cí）鋼材之間的（de）吸力（lì）大小（xiǎo）與處（chù）於（yú）這兩者之間的（de）距離成一（yī）定比例關係，這個距離就是覆層的厚度。利用這（zhè）一原理製成測（cè）厚儀，隻要覆層與基材的導磁率之（zhī）差足夠大（dà），就可進行測量。鑒（jiàn）於大多數工業品采（cǎi）用結構鋼和熱軋冷軋鋼板衝壓成型，所以磁性（xìng）測厚儀應用zui廣。測厚儀基本結構由（yóu）磁鋼，接力簧，標尺及自停機（jī）構組成。磁鋼與被測物吸（xī）合後，將測量簧在其後逐漸拉長，拉力逐漸增大。當拉力剛好大於吸力，磁鋼脫離的一瞬間記錄下拉力的（de）大小即可獲得（dé）覆層厚度。新（xīn）型的產品可以自動完成這一記錄過程。不同的型號有不同的量程（chéng）與適用場合。

    這種儀器的特點是（shì）操作簡便（biàn）、堅固耐（nài）用、不用電源，測量前（qián）無須校（xiào）準，價格也較（jiào）低，很適（shì）合（hé）車間做現場質量控製（zhì）。

    采用磁感應原理（lǐ）時（shí），利用從測頭經過非鐵磁（cí）覆層而流（liú）入鐵磁基（jī）體的磁通的大小（xiǎo），來測定覆層厚度。也可以測（cè）定與（yǔ）之對應的磁阻的大小，來表示其覆層厚度。覆層越厚，則磁阻越大，磁通越小。利用磁感應（yīng）原理的測厚儀，原（yuán）則上可以有導磁基體（tǐ）上的（de）非導磁覆層厚度。一般要求基材導磁率在500以上。如果覆（fù）層材料也有磁性，則要求與基（jī）材的導磁率（lǜ）之差足夠大（如鋼上鍍鎳）。當軟芯上繞著線圈的測頭放在被測樣本上時，儀器自動輸出測試電流或測試（shì）信號。早期的產品采用指針式表頭，測（cè）量感應電動勢（shì）的大小，儀器將該信（xìn）號放大後來指示覆層厚度。近年來的（de）電路設計引入穩頻、鎖相（xiàng）、溫度補（bǔ）償等地新技術，利用磁阻來調製測量信號。還采用設計（jì）的集成（chéng）電路，引入微機，使測量精度（dù）和重現性有了大幅度（dù）的提高（幾乎達一個數量級）。現代的磁感（gǎn）應測厚儀，分（fèn）辨率達到0.1um，允（yǔn）許誤差達1%，量程達10mm。

    磁性原理測厚儀可應用來測量鋼鐵表麵的油漆層，瓷（cí）、搪瓷防護（hù）層，塑料、橡膠覆層，包括鎳鉻在內的各種有色金屬（shǔ）電鍍層，以及化工石油待業的各種防腐塗層。

    高頻交流信號在測（cè）頭線圈中產生電磁場，測頭靠近導體（tǐ）時，就在其中形成渦流。測頭離導電基體愈近，則渦流愈大，反射阻抗也愈大。這個（gè）反饋作用量表（biǎo）征了測頭與導電基（jī）體之間距離的大小，也就是（shì）導（dǎo）電基體上非（fēi）導電覆（fù）層厚度的大小（xiǎo）。由於這類測頭專門測量非鐵磁金屬基（jī）材上的覆（fù）層厚度，所以通常稱之為非磁性（xìng）測頭。非磁性測頭采用高頻材料做線圈鐵芯，例如鉑鎳合（hé）金或其（qí）它新（xīn）材（cái）料。與（yǔ）磁感應原理比較，主要區別是測頭（tóu）不（bú）同，信號的頻率不同，信號的（de）大小、標度關係不同。與磁感應測厚儀一樣，渦流（liú）測厚儀也達到了（le）分辨率0.1um，允許誤差1%，量程10mm的高水平。

    采用電渦流原理（lǐ）的測厚儀（yí），原則上對所有導電體上的非導電體覆層均可測量（liàng），如航天航（háng）空器表麵、車輛、家（jiā）電、鋁合金門窗及其它鋁製品表麵的漆（qī），塑料塗層及陽極氧化膜。覆層材料有一（yī）定的導電性，通過校準同樣也可測量，但要求兩者（zhě）的導電率之比至少相差3-5倍（如銅上鍍鉻（gè））。雖然鋼鐵基體亦（yì）為導電體，但（dàn）這類任務還是采用（yòng）磁性原理測量較為合適

    1．影響因素的（de）有關說明

    a基體金（jīn）屬磁性質

    磁性（xìng）法測厚受（shòu）基體金屬磁性（xìng）變化的影響（在實際應用中，低碳鋼磁性的變化可以認為是輕微的），為了避免熱處理和冷加工因素的（de）影響，應使用與（yǔ）試件基體金屬具有相同（tóng）性質的標（biāo）準片對儀（yí）器進行校（xiào）準；亦可（kě）用待（dài）塗覆試件進行校準。

    b基體金屬電性質

    基體金（jīn）屬的電導率對測量（liàng）有影響，而基體金屬的電導率與其材料成分及（jí）熱處理方法有關。使用（yòng）與試件基體金屬具有相（xiàng）同性質的標準片對儀器進行校準。

    c基體金屬厚度

    每一種儀器都有一個（gè）基體金屬的臨界厚度。大於（yú）這個厚度（dù），測量就不受基體金屬厚度（dù）的影響。本（běn）儀器的臨（lín）界厚度值見附表1。

    d邊緣效（xiào）應

    本儀器對試件表麵形狀的陡變敏感。因此在靠近試件邊緣或內轉角處進行測量是不可靠（kào）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徑的減少明顯地增（zēng）大。因此，在彎（wān）曲試件（jiàn）的表麵上測量是不可（kě）靠（kào）的。

    f試件的變形

    測頭會使軟覆蓋層試件變形，因（yīn）此在這些試件上測出可靠（kào）的數據。

    g表麵粗糙度

    基（jī）體金屬和覆蓋層的表麵粗糙程度對（duì）測量有影（yǐng）響。粗糙程（chéng）度增大，影響增大。粗（cū）糙表麵會引起係統誤差和偶（ǒu）然誤差（chà），每次測量（liàng）時，在（zài）不同位置上應增加測量的次數，以克（kè）服（fú）這種偶然誤差。如果基（jī）體金（jīn）屬（shǔ）粗糙，還必須在未塗覆的粗糙度相類似的基（jī）體金屬（shǔ）試件上取幾個位（wèi）置校對儀（yí）器的零點；或用對基體金屬沒有（yǒu）腐蝕的（de）溶液溶解除去覆蓋層後，再校對儀（yí）器的零點。

    g磁場

    周圍各種電氣設備所產生的強磁（cí）場，會嚴重地幹擾磁性法測厚工作。

    h附著物質（zhì）

    本（běn）儀器對那些妨礙測頭與覆（fù）蓋層表麵緊密（mì）接觸的附著（zhe）物（wù）質敏感，因此，必須清除（chú）附著物質，以保證儀器測頭和被測試件表（biǎo）麵直接接（jiē）觸。

    i測（cè）頭壓力

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

    j測頭（tóu）的取向

    測頭的放置方式對測量有影響。在測量（liàng）中，應當使測頭與（yǔ）試樣（yàng）表麵保持垂直。

    2．使用儀（yí）器時應當（dāng）遵守的規定

    a基體金屬特性

    對於磁性方（fāng）法，標準片的基體金（jīn）屬的磁性（xìng）和表麵粗糙度，應當與試件基體（tǐ）金屬的磁性和表麵（miàn）粗糙度相似。

    對於渦流方法，標準片基體金屬的電性質（zhì），應當與（yǔ）試件基（jī）體金屬的電性質相似。

    b基體金（jīn）屬厚度

    檢查基體金屬（shǔ）厚度是否超（chāo）過臨界厚度，如果沒有（yǒu），可采用3.3中（zhōng）的某種方法進行校準。

    c邊緣效應

    不應在緊靠試件的突變處，如邊緣、洞和內轉角等（děng）處進行測量。

    d曲率（lǜ）

    不應在試件（jiàn）的彎曲表麵上測量。

    e讀數次數

    通常由（yóu）於儀器的每次讀數並不*相同，因此必須在每一測量麵積內取幾個讀數。覆蓋層厚（hòu）度（dù）的局部差異，也要（yào）求（qiú）在任一給定（dìng）的麵積內進行多次測量，表麵粗造時更應如此。

    f表麵清潔度

    測量（liàng）前（qián），應（yīng）清除（chú）表麵上的任何（hé）附著物質，如塵土（tǔ）、油脂及腐蝕產物等，但不要除去任何覆蓋層物質