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涂层测厚仪测量方法和原理(lǐ)
涂层测厚仪测量方法和原理(lǐ)
 
对材料表面保护、装饰形成的覆盖层，如涂层、镀层、敷层、贴层、化學(xué)生成膜等，在有(yǒu)关國(guó)家和國(guó)际标准中称為(wèi)覆层(coating)。覆层厚度测量已成為(wèi)加工工业、表面工程质量检测的重要一环，是产品达到优等质量标准的必备手段。為(wèi)使产品國(guó)际化，我國(guó)出口商(shāng)品和涉外项目中，对覆层厚度有(yǒu)了明确的要求。覆层厚度的测量方法主要有(yǒu)：楔切法、光截法、電(diàn)解法、厚度差测量法、称重法、X射線(xiàn)荧光法、β射線(xiàn)反向散射法、電(diàn)容法、磁性测量法及涡流测量法等。这些方法中前五种是有(yǒu)损检测，测量手段繁琐，速度慢，多(duō)适用(yòng)于抽样检验。 X射線(xiàn)和β射線(xiàn)法是无接触无损测量，但装置复杂昂贵，测量范围较小(xiǎo)。因有(yǒu)放射源，使用(yòng)者必须遵守射線(xiàn)防护规范。X射線(xiàn)法可(kě)测极薄镀层、双镀层、合金镀层。β射線(xiàn)法适合镀层和底材原子序号大于3的镀层测量。電(diàn)容法仅在薄导電(diàn)體(tǐ)的绝缘覆层测厚时采用(yòng)。随着技术的日益进步，特别是近年来引入微机技术后，采用(yòng)磁性法和涡流法的测厚仪向微型、智能(néng)、多(duō)功能(néng)、高精度、实用(yòng)化的方向进了一步。测量的分(fēn)辨率已达0.1微米，精度可(kě)达到1%，有(yǒu)了大幅度的提高。它适用(yòng)范围广，量程宽、操作简便且价廉，是工业和科(kē)研使用(yòng)*广泛的测厚仪器。采用(yòng)无损方法既不破坏覆层也不破坏基材，检测速度快，能(néng)使大量的检测工作经济地进行。

磁吸力测量原理(lǐ)及测厚仪
長(cháng)久磁铁(测头)与导磁钢材之间的吸力大小(xiǎo)与处于这两者之间的距离成一定比例关系，这个距离就是覆层的厚度。利用(yòng)这一原理(lǐ)制成测厚仪，只要覆层与基材的导磁率之差足够大，就可(kě)进行测量。鉴于大多(duō)数工业品采用(yòng)结构钢和热轧冷轧钢板冲压成型，所以磁性涂层测厚仪应用(yòng)*广。涂层测厚仪基本结构由磁钢，接力簧，标尺及自停机构组成。磁钢与被测物(wù)吸合后，将测量簧在其后逐渐拉長(cháng)，拉力逐渐增大。当拉力刚好大于吸力，磁钢脱离的一瞬间记录下拉力的大小(xiǎo)即可(kě)获得覆层厚度。新(xīn)型的产品可(kě)以自动完成这一记录过程。不同的型号有(yǒu)不同的量程与适用(yòng)场合。 这种仪器的特点是操作简便、坚固耐用(yòng)、不用(yòng)電(diàn)源，测量前无须校准，价格也较低，很(hěn)适合車(chē)间做现场质量控制。

磁感应测量原理(lǐ)
采用(yòng)磁感应原理(lǐ)时，利用(yòng)从测头经过非铁磁覆层而流入铁磁基體(tǐ)的磁通的大小(xiǎo)，来测定覆层厚度。也可(kě)以测定与之对应的磁阻的大小(xiǎo)，来表示其覆层厚度。覆层越厚，则磁阻越大，磁通越小(xiǎo)。利用(yòng)磁感应原理(lǐ)的测厚仪，原则上可(kě)以有(yǒu)导磁基體(tǐ)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(yǒu)磁性，则要求与基材的导磁率之差足够大(如钢上镀镍)。当软芯上绕着線(xiàn)圈的测头放在被测样本上时，仪器自动输出测试電(diàn)流或测试信号。早期的产品采用(yòng)指针式表头，测量感应電(diàn)动势的大小(xiǎo)，仪器将该信号放大后来指示覆层厚度。近年来的電(diàn)路设计引入稳频、锁相、温度补偿等地新(xīn)技术，利用(yòng)磁阻来调制测量信号。还采用(yòng)**设计的集成電(diàn)路，引入微机，使测量精度和重现性有(yǒu)了大幅度的提高。现代的磁感应测厚仪，分(fēn)辨率达0.1um，允许误差达1%，量程达10mm。 磁性原理(lǐ)测厚仪可(kě)应用(yòng)来**测量钢铁表面的油漆层，瓷、搪瓷防护层，塑料、橡胶覆层，包括镍铬在内的各种有(yǒu)色金属電(diàn)镀层，以及化工石油待业的各种防腐涂层。

電(diàn)涡流测量原理(lǐ)
高频交流信号在测头線(xiàn)圈中产生電(diàn)磁场，测头靠近导體(tǐ)时，就在其中形成涡流。测头离导電(diàn)基體(tǐ)愈近，则涡流愈大，反射阻抗也愈大。这个反馈作用(yòng)量表征了测头与导電(diàn)基體(tǐ)之间距离的大小(xiǎo)，也就是导電(diàn)基體(tǐ)上非导電(diàn)覆层厚度的大小(xiǎo)。由于这类测头专门测量非铁磁金属基材上的覆层厚度，所以通常称之為(wèi)非磁性测头。非磁性测头采用(yòng)高频材料做線(xiàn)圈铁芯，例如铂镍合金或其它新(xīn)材料。与磁感应原理(lǐ)比较，主要區(qū)别是测头不同，信号的频率不同，信号的大小(xiǎo)、标度关系不同。与磁感应测厚仪一样，涡流测厚仪也达到了分(fēn)辨率0.1um，允许误差1%，量程10mm的高水平。采用(yòng)電(diàn)涡流原理(lǐ)的测厚仪，原则上对所有(yǒu)导電(diàn)體(tǐ)上的非导電(diàn)體(tǐ)覆层均可(kě)测量，如航天航空器表面、車(chē)辆、家電(diàn)、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(yǒu)一定的导電(diàn)性，通过校准同样也可(kě)测量，但要求两者的导電(diàn)率之比至少相差3-5倍(如铜上镀铬)。虽然钢铁基體(tǐ)亦為(wèi)导電(diàn)體(tǐ)，但这类任務(wù)还是
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