對材(cái)料表麵保護、裝飾形成的(de)覆蓋層,如塗層、鍍層、敷層、貼(tiē)層、化學生成膜等,在有關國(guó)家和國際(jì)標準中稱(chēng)為覆層。
覆層厚度測量(liàng)已成為加工工業、表麵工程質量檢測的重要(yào)一(yī)環,是產品達到優等質(zhì)量標準的(de)必備手(shǒu)段。為(wéi)使產品國際化,我國出口商品和涉外項目中,對覆(fù)層厚度有了明確的要求。
覆(fù)層厚(hòu)度的測量(liàng)方法主要有:楔切法、光截法、電解法、厚度差測量法、稱重法、X射線熒光法、β射線(xiàn)反向散射法、電容法、磁性測量法及渦流(liú)測量法等。這些方法中前五種是有損檢測,測量手段繁瑣,速度慢,多適(shì)用於抽樣(yàng)檢驗。
X射線和β射線法是無接觸(chù)無損測量,但裝置複雜昂貴,測量範圍較小。因有放射(shè)源,使用者必須遵(zūn)守射線防護規範。X射線法可(kě)測極薄鍍層、雙鍍(dù)層、合金鍍層。β射線法適合鍍層(céng)和底材原子序號大於3的鍍層測量。電容法僅在(zài)薄導電體的絕(jué)緣覆層測厚時采用。
隨著技術的日益進步,特別是近年來引(yǐn)入微(wēi)機技術後,采用磁性法和渦(wō)流法的測厚儀向微型、智能、多功能(néng)、高精度、實用化的方向進了(le)一步。測量的分辨(biàn)率已達0.1微米,精度可達到(dào)1%,有了大幅度的提高。它適用範圍廣,量(liàng)程寬、操作簡便且價廉(lián),是工業和科(kē)研使用最廣泛的測厚(hòu)儀器。
采用無損(sǔn)方(fāng)法既不破壞覆層(céng)也不破(pò)壞基材,檢測速度快,能使大量的檢測工作經濟地進(jìn)行。
測量原理(lǐ)與儀器
一. 磁吸力(lì)測量原理及測厚儀
永久磁鐵(tiě)(測頭)與導(dǎo)磁鋼材(cái)之間(jiān)的吸力大小與處於這兩者之間的距離成一定比例關係,這個距離就是覆層的(de)厚度。利用這一原理製成測厚儀(yí),隻要覆(fù)層與基(jī)材的(de)導磁率之(zhī)差足夠大,就可進行測量。鑒於大多數工業品采用結構鋼和熱軋冷軋鋼板衝壓成型,所以磁性(xìng)測厚儀應用最廣。測厚儀基本(běn)結構(gòu)由磁鋼,接力簧,標尺及自停機構組成。磁鋼與被測物吸合後,將測量簧在其後逐漸拉長,拉(lā)力逐漸增大。當拉(lā)力剛好(hǎo)大於吸力,磁鋼脫離的一瞬間記錄下拉力的大小即可獲得覆(fù)層厚度。新型的產品可以自動完成這一記錄過程。不同的型號有(yǒu)不同的量程與(yǔ)適用場合。
這種儀(yí)器的特點(diǎn)是操作簡便、堅固耐用(yòng)、不用電源,測量前(qián)無須校準,價格也較低,很適合(hé)車(chē)間做(zuò)現場質量控製。
二. 磁感應測量原理
采用磁感應(yīng)原理時,利(lì)用從測頭(tóu)經過非鐵磁(cí)覆層而流入(rù)鐵磁基體的磁(cí)通的(de)大小,來測定覆層厚度。也可以測定與之(zhī)對應的磁阻的大小,來表示其覆層厚(hòu)度。覆層越厚,則磁阻越大,磁通越小。利用磁感應原(yuán)理的測厚儀,原則上可以有導磁基體上的非導(dǎo)磁覆(fù)層厚度。一般要求基材導磁率在500以上。如果覆層材料(liào)也有磁性,則要求與基材的(de)導磁率之差足夠大(如鋼(gāng)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信號。早期的產品采(cǎi)用指針式表頭,測量(liàng)感應電動勢(shì)的大小,儀器將該信號放大後來指示覆層厚度。近年來的電路設計引入(rù)穩(wěn)頻、鎖相、溫度(dù)補(bǔ)償等地新技術,利用磁阻來(lái)調製測量(liàng)信號。還采用專利設計的集(jí)成電路,引入微機,使測(cè)量精度和重現性有了大幅度的提高(幾乎達一個數量級)。現(xiàn)代的磁感應測(cè)厚儀,分辨率(lǜ)達磁感應測厚儀_電渦(wō)流測量原理_磁吸力測量原理及測厚儀_電(diàn)渦流原理的測厚儀到(dào)0.1um,允許誤(wù)差達1%,量程達10mm。
磁性原理測厚儀可應用來(lái)精確(què)測量鋼鐵表麵的油漆層,瓷、搪瓷防護層,塑料、橡膠覆層,包(bāo)括鎳鉻在內的各(gè)種有色金屬電鍍層,以及化工石油待業的各種防(fáng)腐(fǔ)塗層。
三.電渦流(liú)測量原理
高頻交流信號在測頭(tóu)線圈中產生電磁場,測頭靠(kào)近導體時(shí),就在其中形成渦流。測頭(tóu)離導電基(jī)體愈近,則渦流愈(yù)大(dà),反射阻抗也愈大。這個反饋(kuì)作用量表征了測頭(tóu)與導電基體之間距離的大小,也就是導電(diàn)基體上非導電(diàn)覆層厚度的大小。由於這類測(cè)頭專門測量非鐵磁金屬基(jī)材上的覆層厚度,所(suǒ)以通(tōng)常稱之為非(fēi)磁性測頭。非磁性測頭采用(yòng)高頻材料做線圈鐵芯(xīn),例如鉑鎳(niè)合(hé)金(jīn)或其它新材料。與磁(cí)感應原理比較,主要區別是測頭不同,信號的頻率不(bú)同,信號的大小、標度關係不同。與磁感應測(cè)厚儀一樣,渦流(liú)測厚儀也(yě)達到了分辨率0.1um,允許誤差1%,量程10mm的高水平。
采用(yòng)電渦流原理的測厚儀,原則上對所有導電體上的非導電體覆層均可測(cè)量,如航天航空器表麵、車輛、家電、鋁合金門窗及其它鋁(lǚ)製品表麵的(de)漆(qī),塑料塗層及陽極氧化膜(mó)。覆層材料有一定的導電性,通過校準同樣也可測量,但要求兩者的導電率之比至少(shǎo)相差(chà)3-5倍(如銅上鍍鉻)。雖然鋼鐵(tiě)基體亦為導(dǎo)電體,但這類任務還是采用磁性原(yuán)理測量較為合適.
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