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涂層厚度儀的工作原理

來源:武漢科銳儀器設備有限公司   2022年09月10日 20:48  

厚度儀操作方便,堅固耐用,無需電源,測量前無需校準,價格低廉,適用于生產車間的現場質量監控。不同型號測量范圍不同,但工作原理基本相同。以下內容是涂層厚度儀工作原理的介紹。


1.厚度儀的磁感應測量原理

當采用磁感應原理時,涂層的厚度由從探頭通過非鐵磁涂層流入鐵磁基體的磁通量來測量。也可以測量相應的磁阻來表示涂層厚度。涂層越厚,磁阻越大,磁通量越小。原則上,基于磁感應原理的厚度儀可以在導磁基底上具有非磁性涂層的厚度。一般要求基材的滲透率在500以上。如果涂層材料也是磁性的,則要求涂層材料的磁導率與基材的磁導率之差足夠大(如鋼上鍍鎳)。當纏繞在軟芯線圈上的探頭放在被測樣品上時,儀器自動輸出測試電流或測試信號。早期的產品采用指針式儀表測量感應電動勢,儀器放大信號后指示鍍層厚度。近年來,穩頻、鎖相、溫度補償等新技術被引入電路設計,測量信號由磁阻調制。它還采用了集成電路,并引入了微型計算機,大大提高了測量精度和重現性(幾乎一個數量級)。現代磁感應厚度儀的分辨率為0.1um,允許誤差為1%,測量范圍為10 mm,基于磁學原理的厚度儀可用于精確測量油漆層、瓷器和搪瓷保護層、塑料和橡膠涂層、包括鎳和鉻在內的各種有色金屬電鍍層,以及化學和石油工業的各種防腐涂層。

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2.厚度儀的渦流測量原理

高頻交流信號在探頭的線圈中產生電磁場,當探頭靠近導體時,線圈中形成渦流。探針離導電基底越近,渦流越大,反射阻抗越大。該反饋作用表示探針和導電基底之間的距離,即導電基底上非導電涂層的厚度。這種探頭通常被稱為非磁性探頭,因為它測量非鐵磁金屬基底上涂層的厚度。非磁性探頭使用高頻材料作為線圈芯,如鉑鎳合金或其他新材料。與磁感應原理相比,主要區別是探頭不同、信號頻率不同、信號大小不同、標度關系不同。與磁感應厚度儀一樣,渦流厚度儀也達到了0.1um的高分辨率水平,允許誤差為1%,測量范圍為10 mm,原理上,基于渦流原理的厚度儀可以測量所有導體上的非導電涂層,如航空航天飛機、車輛、家用電器、鋁合金門窗等鋁制品表面的油漆、塑料涂層和陽極氧化膜等。涂層材料具有一定的電導率,也可以通過校準來測量,但要求涂層材料與涂層材料的電導率比至少相差3-5倍(如銅上鍍鉻)。雖然鋼襯底也是導體,但是用磁學原理來測量這樣的任務更合適。

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