適用導(dǎo)磁材料上的非導(dǎo)磁層厚度測量.導(dǎo)磁材料一般為:鋼\鐵\銀\鎳.此種方法測量精度高

適用導(dǎo)電金屬上的非導(dǎo)電層厚度測量.此種方法較磁性測厚法精度低

目前國內(nèi)還沒有用此種方法測量涂鍍層厚度的,國外個(gè)別廠家有這樣的儀器,適用多層涂鍍層厚度的測量或則是以上兩種方法都無法測量的場合.但一般價(jià)格昂貴\測量精度也不高.

此方法有別于以上三種,不屬于無損檢測,需要破壞涂鍍層.一般精度也不高.測量起來較其他幾種麻煩

此種儀器價(jià)格非常昂貴（一般在10萬RMB以上）,適用于一些特殊場合.

測量原理與儀器

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(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。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。

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(gè)數(shù)量級）。現(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**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。

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(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

1．影響因素的有關(guān)說明

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(gè)基體金屬的臨界厚度。大于這個(gè)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(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(gè)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)。

g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。

h附著物質(zhì)

本儀器對那些妨礙測頭與覆蓋層表面緊密接觸的附著物質(zhì)敏感，因此，必須**附著物質(zhì)，以保證儀器測頭和被測試件表面直接接觸。

i測頭壓力

測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。

j測頭的取向

測頭的放置方式對測量有影響。在測量中，應(yīng)當(dāng)使測頭與試樣表面保持垂直。

2．使用儀器時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守的規(guī)定

a基體金屬特性

對于磁性方法，標(biāo)準(zhǔn)片的基體金屬的磁性和表面粗糙度，應(yīng)當(dāng)與試件基體金屬的磁性和表面粗糙度相似。

對于渦流方法，標(biāo)準(zhǔn)片基體金屬的電性質(zhì)，應(yīng)當(dāng)與試件基體金屬的電性質(zhì)相似。

b基體金屬厚度

檢查基體金屬厚度是否超過臨界厚度，如果沒有，可采用3.3中的某種方法進(jìn)行校準(zhǔn)。

c邊緣效應(yīng)

不應(yīng)在緊靠試件的突變處，如邊緣、洞和內(nèi)轉(zhuǎn)角等處進(jìn)行測量。

d曲率

不應(yīng)在試件的彎曲表面上測量。

e讀數(shù)次數(shù)

通常由于儀器的每次讀數(shù)并不完全相同，因此必須在每一測量面積內(nèi)取幾個(gè)讀數(shù)。覆蓋層厚度的局部差異，也要求在任一給定的面積內(nèi)進(jìn)行多次測量，表面粗造時(shí)更應(yīng)如此。

f表面清潔度

測量前，應(yīng)**表面上的任何附著物質(zhì)，如塵土、油脂及腐蝕產(chǎn)物等，但不要除去任何覆蓋層物質(zhì)哪類不銹鋼是磁性哪類是非磁性

人們常以為磁鐵吸附不銹鋼材，驗(yàn)證其優(yōu)劣和真?zhèn)?，不吸無磁，認(rèn)為是好的，貨真價(jià)實(shí)；吸者有磁性，則認(rèn)為是冒牌假貨。其實(shí)，這是一種極其片面的、不切實(shí)的錯(cuò)誤的辨別方法。

不銹鋼的種類繁多，常溫下按組織結(jié)構(gòu)可分為幾類：

1．奧氏體型：如304、321、316、310等；是無磁或弱磁性

2．馬氏體或鐵素體型：如404B，430、420、410等；是有磁性的。

通常用作裝飾管板的不銹鋼多數(shù)是奧氏體型的304材質(zhì)，一般來講是無磁或弱磁的，但因冶煉造成化學(xué)成分波動或加工狀態(tài)不同也可能出現(xiàn)磁性，但這不能認(rèn)為是冒牌或不合格，這是什么原因呢？

上面提到奧氏體是無磁或弱磁性，而馬氏體或鐵素體是帶磁性的，由于冶煉時(shí)成分偏析或熱處理不當(dāng)，會造成奧氏體304不銹鋼中少量馬氏體或鐵素體組織。這樣，304不銹鋼中就會帶有微弱的磁性。

另外，304不銹鋼經(jīng)過冷加工，組織結(jié)構(gòu)也會向馬氏體轉(zhuǎn)化，冷加工變形度越大，馬氏體轉(zhuǎn)化越多，鋼的磁性也越大。如同一批號的鋼帶，生產(chǎn)Φ76管，無明顯磁感，生產(chǎn)Φ9.5管。因泠彎變形較大磁感就明顯一些，生產(chǎn)方矩形管因變形量比圓管大，特別是折角部分，變形更激烈磁性更明顯。

要想完全消除上述原因造成的304鋼的磁性，可通過高溫固溶處理開恢復(fù)穩(wěn)定奧氏體組織，從而消去磁性。

特別要提出的是，因上面原因造成的304不銹鋼的磁性，與其他材質(zhì)的不銹鋼，如430、碳鋼的磁性完全不是同上等別的，也就是說304鋼的磁性始終顯示的是弱磁性。

這就告訴我們，如果不銹鋼帶弱磁性或完全不帶磁性，應(yīng)判別為304或316材質(zhì)；如果與碳鋼的磁性一樣，顯示出強(qiáng)磁性，因判別為不是304材

目前，國內(nèi)國外不管是出名的品牌還是一般的生產(chǎn)廠家，其測厚儀的操作方法均需要如下步驟：

1調(diào)零，即在特定的零板上調(diào)零，或在需要測量的原基材上調(diào)零；

2根據(jù)測量產(chǎn)品的不同測量范圍，用適當(dāng)?shù)臏y試片調(diào)值，以減少測量上的誤差。這種方法一般情況下，儀器新購使用時(shí)還是沒有什么問題的，只是比較繁瑣一點(diǎn)。但當(dāng)探頭使用一段時(shí)間后，問題就出來了。操作中我們的儀器測量精度大大減小了。很難把握。原因在于產(chǎn)品的原理，這是一個(gè)致命的缺陷，即探頭是使用一根磁鐵繞線圈。通上電流后產(chǎn)生磁場，這個(gè)磁場是不規(guī)則的。還好，現(xiàn)在有一款新型的涂層測厚儀，它采用的是*新的磁感技術(shù)。也就是我們知道的霍爾效應(yīng)，霍爾于1879年發(fā)現(xiàn)的。通過研究霍爾電壓與工作電流的關(guān)系，測量電磁鐵磁場、磁導(dǎo)率、研究霍爾電壓與磁場的關(guān)系,霍爾發(fā)現(xiàn)這個(gè)電位差UH與電流強(qiáng)度IH成正比，與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比，與薄片的厚度d成反比。這個(gè)磁場是就變成規(guī)則的。該原理運(yùn)用在涂層測厚儀上面就無需再調(diào)測試片了。特別是測量圓弧的或凹面的產(chǎn)品時(shí)，使用更為簡單和方便了。

麥考特測厚儀根據(jù)量程大小可分為G6，F(xiàn)6，G7，F(xiàn)7，S3，S5，S10和S20以及筆式測厚儀等各種不同規(guī)格的測厚儀,*小的測量范圍是0-100微米，*大的是7.5-20毫米；又根據(jù)表現(xiàn)形式分為圓盤指針式的和數(shù)字顯示的（如新型的G7，F(xiàn)7等）；還根據(jù)外觀的不同分為香蕉形的（俗稱）和筆式測厚儀,特別要注意的是，EPK還有二種特殊規(guī)格的麥考特測厚儀：即測量銅鋁塑料基底上鍍鎳的Ni50，Ni100和測量鐵基底上鍍鎳的NiFe50。

二、MikroTest涂層測厚儀測量原理及應(yīng)用

所有MikroTest涂層測厚儀都是依據(jù)磁吸力的測量原理進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)的。測量磁鋼與磁性基體間的磁吸力與盤狀彈簧的彈力平衡，盤狀彈簧的旋轉(zhuǎn)彈力的大小與涂層厚度有直接關(guān)系。

MikroTest涂層測厚儀中G6，F(xiàn)6，G7，F(xiàn)7，S3，S5，S10和S20型主要用于測量鋼鐵基體上的非磁性涂鍍層；Ni50和Ni100主要用于測量銅鋁塑料基底上鍍鎳；NiFe50主要用于測量鋼鐵基體上的鍍鎳層。

三、MikroTest涂層測厚儀技術(shù)參數(shù)

型號測量范圍讀值精度 ± *小測量區(qū)直徑mm 基體*小厚度mm 適用場合

Mikrotest 6 G 0-100um 1um或5％讀值 20mm 0.5 鋼、鐵基體上電鍍層、漆、搪瓷、塑料、橡膠層等

Mikrotest 6 F 0-1000um 3um或5％讀值 30mm 0.5

Mikrotest 6 S3 0.2-3mm 5％讀值 30mm 1.0

Mikrotest 6 S5 0.5-5mm 5％讀值 50mm 1.0

Mikrotest 6 S10 2.5-10mm 5％讀值 50mm 2.0

Mikrotest 6 S20 7.5-20mm 5％讀值 100mm 7.0

Mikrotest 6 Ni50 0-50um 1um或5％讀值 15mm 非鐵基體上鍍鎳層

Mikrotest 6 Ni100 0-100um 1um或5％讀值 15mm

Mikrotest NiFe50 0-50um 2um或8％讀值 20mm 0.5 鋼鐵基體上電鍍鎳

Mikrotest 7 G 0-300um 2um或3％讀值 20mm 0.5 鋼、鐵基體上電鍍層、漆、搪瓷、塑料、橡膠層等

Mikrotest 7 F 0-1500um 5um或3％讀值 30mm 0.5

Mikrotest 7 S5 0.5-5mm 4％讀值 50mm

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涂膜測厚儀的檢測原理和應(yīng)用