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北京恒奥德仪器仪表有限公司
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恒奥德解析表面涂层测厚仪的测量影响因素原理
点击次数:818      更新时间:2021-04-23

测量原理

. 磁吸力测量原理及测厚仪

 

磁铁(测头)与导磁钢材之间的吸力大小与处于这两者之间的距离成定比例关系,这个距离就是覆层的厚度。利用这原理制成测厚仪,只要覆层与基材的导磁率之差足够大,就可行测量。鉴于大多数业品采用结构钢和热轧冷轧钢板冲压成型,所以磁性测厚仪应用*。测厚仪基本结构由磁钢,接力簧,标尺及自停机构组成。磁钢与被测物吸合后,将测量簧在其后逐渐拉长,拉力逐渐增大。当拉力刚好大于吸力,磁钢脱离的瞬间记录下拉力的大小即可获得覆层厚度。新型的产品可以自动成这记录过程。不同的型号有不同的量程与适用场合。

 

这种仪器的特点是操作简便、坚固耐用、不用电源,测量前无须校准,价格也较低,很适合车间做现场质量控制。

 

磁感应测量

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。也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。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。早期的产品采用针式表头,测量感应电动势的大小,仪器将该信号放大后来示覆层厚度。近年来的电路设计引入稳频、锁相、温度补偿等地新术,利用磁阻来调制测量信号。还采用专利设计的集成电路,引入微机,使测量度和重现性有了大幅度的提(几乎达个数量级)。现代的磁感应测厚仪,分辨率达到0.1um,允许误差达1%,量程达10mm。

 

磁性原理测厚仪可应用来确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色金属电镀层,以及化石油待业的各种防腐涂层。

 

电涡流测量

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。由于这类测头专门测量非铁磁金属基材上的覆层厚度,所以通常称之为非磁性测头。非磁性测头采用频材料做线圈铁芯,例如铂镍合金或其它新材料。与磁感应原理,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。与磁感应测厚仪样,涡流测厚仪也达到了分辨率0.1um,允许误差1%,量程10mm的水平。

 

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,塑料涂层及阳氧化膜。覆层材料有定的导电性,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,但这类务还是采用磁性原理测量较为合适。

 

DRF系列测厚仪特点:

 

具有两种测量方式:连续测量方式(CONTINUE)和单次测量方式(SINGLE);

 

具有两种作方式:直接方式(DIRECT)和成组方式(APPL);

 

设有五个统计量:平均值(MEAN)、大值(MAX)、小值(MIN)、测试次数(NO.)、标准偏差(S.DEV)

 

可行零点校准和二点校准,并可用基本校准法对测头的系统误差行修正;

 

具有存贮能:可存贮300个测量值;

 

具有删除能:对测量中出现的单个可疑数据行删除,也可删除涂层测厚仪存贮区内的所有数据,以便行新的测量;

 

可设置限界:对限界外的测量值能自动报警;

 

具有与PC机通讯的能:可将测量值、统计值传输至PC机,以便涂层测厚仪对数据行步处理; 具有电源欠压示能;

 

操作过程有蜂鸣声提示;

 

具有错误提示能;

 

具有自动关机能。

 

影响因素

有关说明

a 基体金属磁性质

 

磁性法测厚受基体金属磁性变化的影响(在实际应用中,低碳钢磁性的变化可以认为是轻微的),为了避免热处理和冷因素的影响,应使用与试件基体金属具有相同性质的标准片对仪器行校准;亦可用待涂覆试件行校准。

 

b 基体金属电性质

 

基体金属的电导率对测量有影响,而基体金属的电导率与其材料成分及热处理方法有关。使用与试件基体金属具有相同性质的标准片对仪器行校准。

 

c 基体金属厚度

 

每种仪器都有个基体金属的临界厚度。大于这个厚度,测量就不受基体金属厚度的影响。本仪器的临界厚度值见附表1。

 

d 边缘效应

 

本仪器对试件表面形状的陡变敏感。因此在靠近试件边缘或内转角处行测量是不可靠的。

 

e 曲率

 

试件的曲率对测量有影响。这种影响总是随着曲率半径的减少明显地增大。因此,在弯曲试件的表面上测量是不可靠的。

 

f 试件的变形

 

测头会使软覆盖层试件变形,因此在这些试件上测出可靠的数据。