對材料表(biao)面起保護,裝飾作用的覆(fu)蓋(gai)層(ceng),如(ru)涂層(ceng),鍍層(ceng),敷層(ceng),貼層(ceng),化學生成膜等(deng),在一些標準中稱(cheng)為覆(fu)層(ceng)。覆(fu)層(ceng)厚(hou)度(du)測量已成為(wei)(wei)加(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)業、表面工(gong)(gong)程(cheng)質量檢(jian)測的環節(jie),是產品(pin)達到質量標(biao)準的。為(wei)(wei)使產品(pin)標(biao)準化,商品(pin)和涉外項目(mu)中,對(dui)覆(fu)層(ceng)厚(hou)度(du)有了(le)明確要求。
覆層厚度的(de)測量方法(fa)主要有:楔切法(fa),光(guang)截(jie)法(fa),電解法(fa),厚度差測量法(fa),稱重法(fa),X射(she)線(xian)熒光法(fa),β射(she)線(xian)反向散(san)射(she)法(fa),電容法(fa)、磁(ci)性測(ce)量法(fa)及(ji)渦流測(ce)量法(fa)等(deng)等(deng)。這(zhe)些(xie)方(fang)法(fa)中前五種是(shi)有損檢測(ce),測(ce)量手段繁瑣,速度慢,多適(shi)用于抽樣檢驗。
X射(she)線和β射(she)線法是無接觸(chu)測量,但裝置復雜昂貴,測量范圍較小。因有(you)放射(she)源,使(shi)用者遵(zun)守(shou)射(she)線防護規范。X射(she)線法可測薄(bo)鍍層(ceng)、雙鍍層(ceng)、合金鍍層(ceng)。β射(she)線法適合鍍層(ceng)和底材(cai)原子序(xu)號(hao)大于3的鍍層(ceng)測(ce)量。電(dian)容法在薄導電(dian)體(ti)的絕緣覆層(ceng)測(ce)厚時(shi)采用。隨著日(ri)益進步,近(jin)年來引(yin)入微(wei)機技術后,采用磁性法和渦(wo)流(liu)法的(de)測厚儀向微(wei)型、多功(gong)能化的(de)方向進了一(yi)步。測量(liang)的(de)分(fen)辨率(lv)已達(da)0.1微米(mi),精度(du)可達(da)到1%,有了大幅(fu)度的提高。它適用范圍廣,量程寬(kuan)、操作(zuo)簡便(bian)且價(jia)廉,是工(gong)業和科研(yan)使用測厚(hou)儀(yi)器。采(cai)用方(fang)法(fa)既(ji)不破(po)壞覆層也不破(po)壞基材,檢(jian)(jian)測速度快,能使(shi)大量的(de)檢(jian)(jian)測工作經濟地進行。
一. 磁吸力測量原理及測厚儀
磁鐵(測頭)與導(dao)磁鋼材(cai)(cai)之間的(de)吸(xi)力大(da)小(xiao)與處于這(zhe)兩者之間的(de)距離成(cheng)一定比例關系,這(zhe)個距離就是覆層的(de)厚度。利用這(zhe)一原理制成(cheng)測厚儀,只(zhi)要覆層與基材(cai)(cai)的(de)導(dao)磁 率之差(cha)足夠大(da),就可進行測量。鑒(jian)于(yu)大(da)多數工業(ye)品采(cai)用(yong)結構鋼和(he)熱軋冷軋鋼板(ban)沖壓成型,所以(yi)磁(ci)性測厚儀應(ying)用(yong)廣。測厚儀基本結構由磁(ci)鋼,接力簧,標(biao)尺(chi)及自停機 構組成。磁鋼與(yu)被測(ce)物吸(xi)合后(hou),將測(ce)量(liang)簧在其后(hou)逐漸(jian)拉(la)長,拉(la)力逐漸(jian)增大。當(dang)拉(la)力剛(gang)好大于吸(xi)力,磁鋼脫離的一(yi)瞬間記錄下拉(la)力的大小獲(huo)得覆層厚度。產品可以自動完成這一(yi)記錄過程。不同的型號有不同的量(liang)程與(yu)適用場合。
這種儀(yi)器的(de)特點是操作(zuo)簡(jian)便、不用電(dian)源(yuan),測量(liang)前無(wu)須(xu)校準,價格也(ye)較(jiao)低,很(hen)適合車間做現場(chang)質量(liang)控制。
二. 磁感應測量原理
采用磁(ci)(ci)感應原理時,利用從測頭經(jing)過非鐵磁(ci)(ci)覆層而流入鐵磁(ci)(ci)基(ji)體的(de)磁(ci)(ci)通的(de)大小,來測定(ding)覆層厚度。也可以測定(ding)與之對應的(de)磁(ci)(ci)阻的(de)大小,來表示(shi)其覆層厚度。覆層越(yue)厚, 則磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)阻越大,磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)通越小。利(li)用磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感應原理的(de)測厚儀,原則上(shang)可以有導(dao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)基(ji)體上(shang)的(de)非導(dao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)覆層厚度。一般要(yao)求基(ji)材(cai)導(dao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)率在500以(yi)上。如(ru)果覆層(ceng)材(cai)料也有磁(ci)性,則要 求與基材(cai)的(de)(de)導磁(ci)率之差(cha)大(da)(da)(如(ru)鋼(gang)上鍍鎳)。當軟芯(xin)上繞著(zhu)線圈的(de)(de)測(ce)頭(tou)放在被測(ce)樣本上時,儀器(qi)自動(dong)(dong)輸出測(ce)試電流(liu)或測(ce)試信號(hao)。早期(qi)的(de)(de)產品采用(yong)(yong)指針式表頭(tou),測(ce)量 感(gan)應(ying)電動(dong)(dong)勢的(de)(de)大(da)(da)小,儀器(qi)將(jiang)該信號(hao)放大(da)(da)后來指示(shi)覆層(ceng)厚度(du)(du)。近年來的(de)(de)電路設(she)(she)計引(yin)入穩頻(pin)、鎖相、溫度(du)(du)補(bu)償等地新(xin)技術,利(li)用(yong)(yong)磁(ci)阻(zu)來調(diao)制測(ce)量信號(hao)。還采用(yong)(yong)設(she)(she)計的(de)(de) 集(ji)成電路,引(yin)入微機,使測(ce)量精度(du)(du)和(he)重現(xian)性有了大(da)(da)幅度(du)(du)的(de)(de)提高(幾乎達(da)一個數量級)。現(xian)代的(de)(de)磁(ci)感(gan)應(ying)測(ce)厚儀,分辨率達(da)磁(ci)感(gan)應(ying)測(ce)厚儀_電渦流測量原理_磁吸(xi)力(li)測(ce)量原理及測(ce)厚(hou)儀(yi)_電渦流(liu)原理的測厚(hou)儀到0.1um,允許誤差達1%,量程達10mm。
磁性(xing)原理測厚儀可應用來(lai)測量鋼鐵表面的(de)油漆(qi)層(ceng),瓷(ci)、搪瓷(ci)防護層(ceng),塑(su)料、橡膠覆層(ceng),包括鎳鉻在內的(de)有(you)色金屬電鍍(du)層(ceng),以及化(hua)工石油待業的(de)防腐涂層(ceng)。
三. 電渦流測量原理
高(gao)頻交流信號在 測頭(tou)線圈(quan)中產生電(dian)磁場,測頭(tou)靠近導(dao)體時,就在其中形成(cheng)渦流。測頭(tou)離導(dao)電(dian)基(ji)體越(yue)近,則渦流越(yue)大(da),反射阻抗也越(yue)大(da)。這(zhe)個反饋作(zuo)用量(liang)表征了測頭(tou)與導(dao)電(dian)基(ji)體之間距(ju) 離的大(da)小,也就是導(dao)電基體(ti)上非導(dao)電覆(fu)層厚度的大(da)小。由于這類測(ce)頭測(ce)量非鐵磁金屬基材上的覆(fu)層厚度,所以(yi)通常(chang)稱(cheng)之為(wei)非磁性測(ce)頭。非磁性測(ce)頭采用高頻材料 做線圈鐵芯,例(li)如鉑(bo)鎳合(he)金(jin)或(huo)其它新材料。與磁(ci)感(gan)應(ying)原理比(bi)較(jiao),主要區別是測頭不同,信(xin)號(hao)的(de)頻率不同,信(xin)號(hao)的(de)大小、標度關(guan)系(xi)不同。與磁(ci)感(gan)應(ying)測厚儀一樣,渦流測 厚儀也(ye)達到了分(fen)辨率0.1um,允許誤差1%,量程10mm的高水平(ping)。
采(cai)用(yong)電(dian)(dian)渦(wo)流原理的測(ce)厚(hou)儀,原則上對導電(dian)(dian)體(ti)上的非(fei)導電(dian)(dian)體(ti)覆層(ceng)均可(ke)測(ce)量(liang),如(ru)器表面(mian)、車(che)輛、家電(dian)(dian)、鋁合(he)金門窗及其(qi)它鋁制品表面(mian)的漆(qi),塑料(liao)涂層(ceng)及陽極氧化(hua)膜。覆層(ceng)材料(liao)有(you)一定的導電(dian)(dian)性,通過校準同(tong)樣也可(ke)測(ce)量(liang),但要(yao)求(qiu)兩者的導電(dian)(dian)率之比至少相差3-5倍(如銅上鍍鉻)。雖(sui)然鋼(gang)鐵(tie)基體亦(yi)為導電體,但這類任務還是(shi)采(cai)用(yong)磁性原(yuan)理測量。