涂層測厚儀基本結(jié)構(gòu)由磁鋼,接力簧,標(biāo)尺及自動停機(jī)構(gòu)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(dāng)拉力剛好大于吸引力,磁鋼脫離的一瞬間記錄下拉力的大小即可獲得涂層厚度。
這種儀器的特點(diǎn)是操作簡便、堅(jiān)固耐用、不用電源,測量前無須校準(zhǔn),價(jià)格比較低,很適合車間做現(xiàn)場質(zhì)量控制。
涂層測厚儀影響測量因素有哪些
a) 基體金屬磁性質(zhì)
磁性法測厚受基體金屬磁性變化的影響(在實(shí)際應(yīng)用中,低碳鋼磁性的變化可以認(rèn)為是輕微的),為了避免熱處理和冷加工因素的影響,應(yīng)使用與試件基體金屬具有相同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)片對儀器進(jìn)行校準(zhǔn);亦可用待涂覆試件進(jìn)行校準(zhǔn)。
b) 基體金屬電性質(zhì)
基體金屬的電導(dǎo)率對測量有影響,而基體金屬的電導(dǎo)率與其材料成分及熱處理方法有關(guān)。
使用與試件基體金屬具有相同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)片對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。
c) 基體金屬厚度
每一種儀器都有一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。
d) 邊緣效應(yīng)
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(nèi)轉(zhuǎn)角處進(jìn)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
測量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(shù)據(jù)。
g) 表面粗糙度
基體金屬和覆蓋層的表面粗糙程度對測量有影響。粗糙程度增大,影響增大。
粗糙表面會引起系統(tǒng)誤差和偶然誤差,每次測量時(shí),在不同位置上應(yīng)增加測量的次數(shù),以克服這種偶然誤差。
如果基體金屬粗糙,還必須在未涂覆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(diǎn);或用對基體金屬沒有腐蝕的溶液溶解除去覆蓋層后,再校對儀器的零點(diǎn)。
h) 磁場
周圍各種電氣設(shè)備所產(chǎn)生的強(qiáng)磁場,會嚴(yán)重地干擾磁性法測厚工作。
i) 附著物質(zhì)
本儀器對那些妨礙測量頭與覆蓋層表面緊密接觸的附著物質(zhì)敏感,因此,必須清除附著物質(zhì),以保證儀器測量頭和被測試件表面直接接觸。
j) 測量頭壓力
測量頭置于試件上所施加的壓力大小會影響測量的讀數(shù),因此,要保持壓力恒定。
k) 測量頭的取向
測量頭的放置方式對測量有影響。在測量中,應(yīng)當(dāng)使測量頭與試樣表面保持垂直。
隨著技術(shù)的日益進(jìn)步,特別是近年來引入微機(jī)技術(shù)后,采用磁性法和渦流法的測厚儀向微型、智能、多功能、高精度、實(shí)用化的方向進(jìn)了一步。
測量的分辨率已達(dá)0.1微米,精度可達(dá)到1%,有了大幅度的提高。
它適用范圍廣,量程寬、操作簡便且價(jià)廉,是工業(yè)和科研使用*廣泛的測厚儀器。
采用無損方法既不破壞覆層也不破壞基材,檢測速度快,能使大量的檢測工作經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行。
測量原理與儀器
磁吸力測量原理及測厚儀
長久磁鐵(測頭)與導(dǎo)磁鋼材之間的吸力大小與處于這兩者之間的距離成一定比例關(guān)系,這個距離就是覆層的厚度。
利用這一原理制成測厚儀,只要覆層與基材的導(dǎo)磁率之差足夠大,就可進(jìn)行測量。鑒于大多數(shù)工業(yè)品采用結(jié)構(gòu)鋼和熱軋冷軋鋼板沖壓成型,所以磁性測厚儀應(yīng)用*廣。
測厚儀基本結(jié)構(gòu)由磁鋼,接力簧,標(biāo)尺及自停機(jī)構(gòu)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(dāng)拉力剛好大于吸力,磁鋼脫離的一瞬間記錄下拉力的大小即可獲得覆層厚度。
新型的產(chǎn)品可以自動完成這一記錄過程。不同的型號有不同的量程與適用場合。
這種儀器的特點(diǎn)是操作簡便、堅(jiān)固耐用、不用電源,測量前無須校準(zhǔn),價(jià)格也較低,很適合車間做現(xiàn)場質(zhì)量控制。
磁感應(yīng)測量原理
采用磁感應(yīng)原理時(shí),利用從測頭經(jīng)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(yīng)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(yīng)原理的測厚儀,原則上可以有導(dǎo)磁基體上的非導(dǎo)磁覆層厚度。
一般要求基材導(dǎo)磁率在500以上。如果覆層材料也有磁性,則要求與基材的導(dǎo)磁率之差足夠大(如鋼上鍍鎳)。
當(dāng)軟芯上繞著線圈的測頭放在被測樣本上時(shí),儀器自動輸出測試電流或測試信號。早期的產(chǎn)品采用指針式表頭,測量感應(yīng)電動勢的大小,儀器將該信號放大后來指示覆層厚度。
近年來的電路設(shè)計(jì)引入穩(wěn)頻、鎖相、溫度補(bǔ)償?shù)鹊匦录夹g(shù),利用磁阻來調(diào)制測量信號。還采用磚利設(shè)計(jì)的集成電路,引入微機(jī),使測量精度和重現(xiàn)性有了大幅度的提高(幾乎達(dá)一個數(shù)量級)。
現(xiàn)代的磁感應(yīng)測厚儀,分辨率達(dá)磁感應(yīng)測厚儀_電渦流測量原理_磁吸力測量原理及測厚儀_電渦流原理的測厚儀到0.1um,允許誤差達(dá)1%,量程達(dá)10mm。
磁性原理測厚儀可應(yīng)用來**測量鋼鐵表面的油漆層,瓷、搪瓷防護(hù)層,塑料、橡膠覆層,包括鎳鉻在內(nèi)的各種有色金屬電鍍層,以及化工石油待業(yè)的各種防腐涂層。
電渦流測量原理
高頻交流信號在測頭線圈中產(chǎn)生電磁場,測頭靠近導(dǎo)體時(shí),就在其中形成渦流。測頭離導(dǎo)電基體愈近,則渦流愈大,反射阻抗也愈大。
這個反饋?zhàn)饔昧勘碚髁藴y頭與導(dǎo)電基體之間距離的大小,也就是導(dǎo)電基體上非導(dǎo)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。非磁性測頭采用高頻材料做線圈鐵芯,例如鉑鎳合金或其它新材料。
與磁感應(yīng)原理比較,主要區(qū)別是測頭不同,信號的頻率不同,信號的大小、標(biāo)度關(guān)系不同。與磁感應(yīng)測厚儀一樣,渦流測厚儀也達(dá)到了分辨率0.1um,允許誤差1%,量程10mm的高水平。
采用電渦流原理的測厚儀,原則上對所有導(dǎo)電體上的非導(dǎo)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,塑料涂層及陽極氧化膜。
覆層材料有一定的導(dǎo)電性,通過校準(zhǔn)同樣也可測量,但要求兩者的導(dǎo)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(dǎo)電體,但這類任務(wù)還是采用磁性原理測量較為合適.
涂層測厚儀主要是利用磁感應(yīng)原理或者電渦流測量原理等來測量導(dǎo)磁材料上的非磁性涂層厚度。
涂層測厚儀測量方便快捷,并且測量誤差小、可靠性高,在產(chǎn)品進(jìn)行涂層加工時(shí)可以有效保證產(chǎn)品質(zhì)量 , 因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工和檢測行業(yè)。
由于電磁場在不同表面結(jié)構(gòu)有不同的分布形式,從而導(dǎo)致測量誤差。
為避免因操作而引起的誤差,在使用時(shí)一體式涂層測厚儀,請遵循以下原則:
1、在同一點(diǎn)重復(fù)測量時(shí),每次將探頭離開10cm以上,間隔幾秒鐘后再測,避免被測材料因探頭磁化后,影響下次測量結(jié)果;
2、使用時(shí),平面調(diào)零測平面,凸面調(diào)零測凸面,凹面調(diào)零測凹面,避免因結(jié)構(gòu)不同而產(chǎn)生測量誤差;
3、盡量使用被測材料作為調(diào)零基體,避免因不同材料的導(dǎo)磁性不同,而出現(xiàn)測量誤差;
4、盡量在被測材料的同一部位調(diào)零后,再測相同部位。例如,在工件邊緣和中間部位應(yīng)分別調(diào)零;
5、做調(diào)零用的表面,要盡量光滑;被測材料表面的粗糙度對測量數(shù)值影響很大,如果表面不光滑,應(yīng)視情況取平均值;
6、測量時(shí),探頭要保持與被測料面垂直,否則會產(chǎn)生較大誤差。
涂鍍層測厚儀具有測量誤差小、可靠性高、穩(wěn)定性好、操作簡便等特點(diǎn),是控制和保證產(chǎn)品質(zhì)量必不可少的檢測儀器,廣泛地應(yīng)用在制造業(yè)、金屬加工業(yè)、化工業(yè)、商檢等檢測領(lǐng)域。