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北京恒奧德儀器儀表有限公司
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恒奧德解析表面涂層測厚儀的測量影響因素原理
點擊次數:1400      更新時間:2021-04-23

測量原理

. 磁吸力測量原理及測厚儀

 

磁鐵(測頭)與導磁鋼材之間的吸力大小與處于這兩者之間的距離成定比例關系,這個距離就是覆層的厚度。利用這原理制成測厚儀,只要覆層與基材的導磁率之差足夠大,就可行測量。鑒于大多數業品采用結構鋼和熱軋冷軋鋼板沖壓成型,所以磁性測厚儀應用*。測厚儀基本結構由磁鋼,接力簧,標尺及自停機構組成。磁鋼與被測物吸合后,將測量簧在其后逐漸拉長,拉力逐漸增大。當拉力剛好大于吸力,磁鋼脫離的瞬間記錄下拉力的大小即可獲得覆層厚度。新型的產品可以自動成這記錄過程。不同的型號有不同的量程與適用場合。

 

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,價格也較低,很適合車間做現場質量控制。

 

磁感應測量

采用磁感應原理時,利用從測頭經過非鐵磁覆層而流入鐵磁基體的磁通的大小,來測定覆層厚度。也可以測定與之對應的磁阻的大小,來表示其覆層厚度。覆層越厚,則磁阻越大,磁通越小。利用磁感應原理的測厚儀,原則上可以有導磁基體上的非導磁覆層厚度。般要求基材導磁率在500以上。如果覆層材料也有磁性,則要求與基材的導磁率之差足夠大(如鋼上鍍鎳)。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。早期的產品采用針式表頭,測量感應電動勢的大小,儀器將該信號放大后來示覆層厚度。近年來的電路設計引入穩頻、鎖相、溫度補償等地新術,利用磁阻來調制測量信號。還采用專利設計的集成電路,引入微機,使測量度和重現性有了大幅度的提(幾乎達個數量級)。現代的磁感應測厚儀,分辨率達到0.1um,允許誤差達1%,量程達10mm。

 

磁性原理測厚儀可應用來確測量鋼鐵表面的油漆層,瓷、搪瓷防護層,塑料、橡膠覆層,包括鎳鉻在內的各種有色金屬電鍍層,以及化石油待業的各種防腐涂層。

 

電渦流測量

頻交流信號在測頭線圈中產生電磁場,測頭靠近導體時,就在其中形成渦流。測頭離導電基體愈近,則渦流愈大,反射阻抗也愈大。這個反饋作用量表征了測頭與導電基體之間距離的大小,也就是導電基體上非導電覆層厚度的大小。由于這類測頭專門測量非鐵磁金屬基材上的覆層厚度,所以通常稱之為非磁性測頭。非磁性測頭采用頻材料做線圈鐵芯,例如鉑鎳合金或其它新材料。與磁感應原理,主要區別是測頭不同,信號的頻率不同,信號的大小、標度關系不同。與磁感應測厚儀樣,渦流測厚儀也達到了分辨率0.1um,允許誤差1%,量程10mm的水平。

 

采用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量,如航天航空器表面、車輛、家電、鋁合金門窗及其它鋁制品表面的漆,塑料涂層及陽氧化膜。覆層材料有定的導電性,通過校準同樣也可測量,但要求兩者的導電率之比至少相差3-5倍(如銅上鍍鉻)。雖然鋼鐵基體亦為導電體,但這類務還是采用磁性原理測量較為合適。

 

DRF系列測厚儀特點:

 

具有兩種測量方式:連續測量方式(CONTINUE)和單次測量方式(SINGLE);

 

具有兩種作方式:直接方式(DIRECT)和成組方式(APPL);

 

設有五個統計量:平均值(MEAN)、大值(MAX)、小值(MIN)、測試次數(NO.)、標準偏差(S.DEV)

 

可行零點校準和二點校準,并可用基本校準法對測頭的系統誤差行修正;

 

具有存貯能:可存貯300個測量值;

 

具有刪除能:對測量中出現的單個可疑數據行刪除,也可刪除涂層測厚儀存貯區內的所有數據,以便行新的測量;

 

可設置限界:對限界外的測量值能自動報警;

 

具有與PC機通訊的能:可將測量值、統計值傳輸至PC機,以便涂層測厚儀對數據行步處理; 具有電源欠壓示能;

 

操作過程有蜂鳴聲提示;

 

具有錯誤提示能;

 

具有自動關機能。

 

影響因素

有關說明

a 基體金屬磁性質

 

磁性法測厚受基體金屬磁性變化的影響(在實際應用中,低碳鋼磁性的變化可以認為是輕微的),為了避免熱處理和冷因素的影響,應使用與試件基體金屬具有相同性質的標準片對儀器行校準;亦可用待涂覆試件行校準。

 

b 基體金屬電性質

 

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分及熱處理方法有關。使用與試件基體金屬具有相同性質的標準片對儀器行校準。

 

c 基體金屬厚度

 

每種儀器都有個基體金屬的臨界厚度。大于這個厚度,測量就不受基體金屬厚度的影響。本儀器的臨界厚度值見附表1。

 

d 邊緣效應

 

本儀器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行測量是不可靠的。

 

e 曲率

 

試件的曲率對測量有影響。這種影響總是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是不可靠的。

 

f 試件的變形

 

測頭會使軟覆蓋層試件變形,因此在這些試件上測出可靠的數據。

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