一.磁吸力測量原理及測厚儀
永久磁鐵(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(gè)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)用廣泛。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(dòng)完成這一記錄過程。不同的型號(hào)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。
二.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(duì)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(dòng)輸出測試電流或測試信號(hào)。早期的產(chǎn)品采用指針式表頭,測量感應(yīng)電動(dòng)勢的大小,儀器將該信號(hào)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(hào)。還采用專利設(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(gè)數(shù)量級(jí))?,F(xiàn)代的磁感應(yīng)測厚儀,分辨率達(dá)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)用來精確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。
三.電渦流測量原理
高頻交流信號(hào)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(gè)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(hào)的頻率不同,信號(hào)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(duì)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。
使用前應(yīng)熟讀說明書,了解儀器的性能特點(diǎn),熟悉儀器各控制開關(guān)旋鈕的位置、作用及其調(diào)整方法,以便于調(diào)節(jié)儀器、探測并記錄。 一、具體操作步驟如下: 1、連接探頭:將探頭連接電纜上的插頭插入儀器上部的插座中; 2、表面處理:待檢材料的表面應(yīng)用除銹劑,鋼絲刷、砂紙或彈性磨光片等方式進(jìn)行處理平整,平整度達(dá)到0.1mm左右; 3、涂敷耦合劑:耦合劑有機(jī)油、化學(xué)漿糊、甘油、水玻璃、黃油等,不允許以水作為耦合劑; 4、開機(jī):按儀器說明書正確開機(jī)。按住儀器啟動(dòng)按鈕,直到顯示屏上顯示(0000.0)為止,規(guī)格型號(hào)不同的測厚儀器顯示的數(shù)字有可能不同; 5、校準(zhǔn):按照測厚儀說明書在配套試塊上校準(zhǔn)儀器。把涂有耦合劑的探頭壓在試塊上,調(diào)整按鈕直至儀器顯示試塊厚度的正確數(shù)值;使用過程中每隔一小時(shí)應(yīng)重新校對(duì)一次,復(fù)校的誤差大于0.3mm時(shí),必須重新調(diào)整; 6、不同的材料應(yīng)選擇對(duì)應(yīng)聲速,并按照儀器說明書調(diào)整聲速; 7、厚度測試:將探頭壓在涂有耦合劑的材料表面,探頭與材料表面應(yīng)進(jìn)行有效耦合,顯示屏讀數(shù)穩(wěn)定后的數(shù)值為材料的測量厚度; 8、測量方式分為:一般測量方式、精確測量方式、連續(xù)測量方式?! 、僖话銣y量方式:分為單點(diǎn)測量方式(測量一點(diǎn)的厚度);多點(diǎn)測量方式(在一點(diǎn)處進(jìn)行兩次測量,探頭仔同一點(diǎn)上分別以0?和90?進(jìn)行測量,取較小厚度值);Ф30多點(diǎn)測量方式(在直徑為30mm的圓內(nèi)進(jìn)行多點(diǎn)測量,取最小讀數(shù)為厚度值); ?、诰_測量法:在規(guī)定的測量點(diǎn)周圍增加測量數(shù)目,厚度值的變化用等厚線來表示; ?、塾脝吸c(diǎn)測量方式以5mm或更小的間距沿指定的路線連續(xù)測量。