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涂层测厚仪涂层测量原理

发布于:2012-10-15T14:10:04 阅读次数:4511

磁吸引力測量原理及塗層測厚儀  

永久探頭與導磁鋼材之間的吸力大小與處在這兩者之間的距離成一定比例關係。這個距離就是塗層的厚度。根據這一原理製成塗層測厚儀,只要塗層與基體的導磁率之間足夠大,就可進行塗層測量。鑒於大多數工業品採用結構鋼和熱軋冷軋鋼板衝壓成型,所以磁性測厚儀應用最廣。塗層測厚儀基本結構由磁鋼,接力簧,尺規及自動停機構組成。磁鋼與被測物吸合後,將測量簧在其後逐漸拉長,拉力逐漸增大。當拉力剛好大於吸引力,磁鋼脫離的一瞬間記錄下拉力的大小即可獲得塗層厚度。這種儀器的特點是操作簡便、堅固耐用、不用電源,測量前無須校準,價格比較低,很適合車間做現場品質控制。
 

磁感應法測量塗層的原理

採用磁感應原理測量塗層時,利用探頭經過非鐵磁塗層而流入鐵磁基體的磁通的大小,來測定塗層厚度。也可以測定與之對應的磁阻大小,來表示其塗層覆層厚度。塗層越厚,則磁阻越大,磁通越小。利用磁感應的塗層測厚儀,原則上可以有導磁基體上的非導磁塗層厚度。一般要求基體導磁率在500以上。如果塗層材料也有磁性,則要求與基體的導磁率之間的差足夠大(如鋼上鍍鎳)。當軟芯上繞著線圈的探頭放在被測樣片上時,塗層測厚儀自動輸出測試電流或測試信號。早期的產品採用指標式表頭,測量感應電動勢的大小,塗層測厚儀將該信號放大後來指示塗層厚度。近幾年來採用了專業設計的積體電路,引入單晶片微處理器,增加先進的工具,使測量精度和重現性有了大幅度的提高。磁性原理塗層測厚儀可應用來精確測量鋼鐵表面的油漆層,瓷、搪瓷防護層,塑膠、橡膠塗層,以及化工石油業的各種防腐塗層的厚度。
 

電渦流測量原理

高頻交流信號在探頭線圈中產生電磁場,探頭靠近導體時,就在其中形成渦流。探頭離導電基體愈近,則渦流愈大,反射阻抗也愈大。這個回饋作用量表徵了探頭與導電基 體之間距離的大小,也就是導電基體上非導電塗層厚度的大小。由於這類塗層測厚儀探頭專門測量非鐵磁金屬基體上的塗層厚度,所以通常稱為非磁性探頭。非磁性探頭采 用高頻材料做線圈芯。與磁感應原理比較,主要區別是塗層測厚儀探頭不同,信號頻率不同,信號的大小、標度關係不同。採用電渦流原理的塗層測厚儀,原則上對所有導 電基體上的非導電塗層均可測量,如航太航空器表面、車輛、家電、鋁合金門窗及其它鋁製品表面的漆,塑膠塗層及陽極氧化膜。塗層材料有一定的導電性,通過校準同樣也可測量,但要求兩者導電率之比至少相差3-5倍。雖然鋼鐵基體亦為導體,但這類任務還是採用磁性原理測量塗層厚度較為合適。
 
影響塗層測厚儀測量的若干因素。磁性法測量厚度受基體金屬性變化的影響(在實際應用中,低碳鋼磁性的變化可認為是輕微的),為了避免熱處理和冷加工因素的影響,應使用與試件基體金屬具有相同性質的標準片對儀器進行校準;基體金屬的電導率對測量有影響,而基體金屬的電導率與其材料成份及熱處理方法有關。使用與試件基體金屬具有相同性質的標準片對儀器進行校準;每一種儀器都有一個臨界厚度,大於這個厚度,測量就不受基體金屬厚度的影響;對試件表面形狀的陡變敏感,因此在靠近試件邊緣或內轉角處進行測量是不可靠的;試件的曲率對測量有影響,隨著曲率半徑的減少明顯地增大,因此,在彎曲試件的表面上測量也是不可靠的;探頭會使軟塗層試件變形,因此在這些試件上測不出可靠的資料;基體金屬和塗層的表面粗糙度對測量有影響。粗糙度增大,影響增大,粗糙表面會引起系統誤差和偶然誤差,每次測量時,在不同的位置上應增加測量的次數,以克服這種偶然誤差。如果基體上基體金屬粗糙,還必須在未塗的粗糙度相類似的基體金屬試件上取幾個位置校對儀器的零點,或用對基體金屬沒有腐蝕的溶液溶解去除塗層後,再校對儀器的零點;周圍各種電氣設備所產生的強磁場,會嚴重干擾磁性測厚工作;那些妨礙探頭與塗層表面緊密接觸的附著物質,必須清除,在測量中,要保持壓力恒定,探頭與試件表面保持垂直,才能達到精確的測量。

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