： 北京時(shí)代新天出品
涂層測厚儀為什么分為磁性法和渦流法方式
選購?fù)繉訙y厚儀應(yīng)注意基材不同，測厚儀的種類也不同。
F代表磁性金屬基體例如鋼和鐵，N代表非磁性金屬基體例如鋁和銅基材。
磁感應(yīng)測量原理FT220
FT220涂層測厚儀采用磁感應(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）?，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。 FT220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 NT230非磁性金屬涂層測厚儀例如銅和鋁。
NT230涂層測厚儀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。
NT230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。
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，必須清除附著物質(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*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)清除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)
涂層測厚儀中F，N以及FN的區(qū)別：
F代表ferrous 鐵磁性基體，F(xiàn)型的涂層測厚儀采用電磁感應(yīng)原理， 來測量鋼、鐵等鐵磁質(zhì)金屬基體上的非鐵磁性涂層、鍍層，例如：漆、粉末、塑料、橡膠、合成材料、磷化層、鉻、鋅、鉛、鋁、錫、鎘、瓷、琺瑯、氧化層等。
N代表Non- ferrous非鐵磁性基體，N型的涂層測厚儀采用電渦流原理；來測量用渦流傳感器測量銅、鋁、鋅、錫等基體上的琺瑯、橡膠、油漆、塑料層等。
應(yīng)用：用磁性傳感器測量鋼、鐵等鐵磁質(zhì)金屬基體上的非鐵磁性涂層、鍍層，例如：漆、粉末、塑料、橡膠、合成材料、磷化層、鉻、鋅、鉛、鋁、錫、鎘、瓷、琺瑯、氧化層等。用渦流傳感器測量銅、鋁、鋅、錫等基體上的琺瑯、橡膠、油漆、塑料層等。廣泛用于制造業(yè)、金屬加工業(yè)、化工業(yè)、商檢等檢測領(lǐng)域。
涂層測厚儀在測量物體時(shí),除測量方法外,還會有其他因數(shù)會導(dǎo)致測量結(jié)果有所偏差,具體影響因數(shù)請看下表.
| 測量方式法 | 磁性測量 | 渦流測量 |
| 基體金屬磁性質(zhì) | * |
|
| 基體金屬電性質(zhì) |
| * |
| 邊緣效應(yīng) | * | * |
| 曲率 | * | * |
| 試件粗糙度 | * | * |
| 磁場 | * |
|
| 附著物質(zhì) | * | * |
| 測頭壓力 | * | * |
| 測頭取向 | * | * |
| 基體金屬厚度 | * | * |
| 試件的形狀 | * | * |
涂層測儀除了可以測量磁性金屬基體和非磁性基體上的涂層,亦可以測量金屬電鍍的鍍層測厚儀,因此,涂層測厚儀,通常也稱為涂鍍層測厚儀.
磁性涂層測厚技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和檢定規(guī)程
標(biāo)準(zhǔn)：
國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4956-2003《磁性基體上非磁性覆蓋層厚度測量磁性法》
標(biāo)準(zhǔn)ISO 2178-1982
檢定規(guī)程：JJG818-2005 《磁性、電渦流式覆層厚度測量儀》
哪些金屬是磁性金屬？哪些金屬是非磁性金屬？
磁性金屬只有三類
1. 鋼鐵
2. 鎳金屬
3.部分不銹鋼（馬氏體或鐵素體型：如404B，430、420、410等）
除了上述三種金屬外的其他金屬均為非磁性金屬，如銅、錫、鉛、及奧氏體型不銹鋼（如404B，430、420、410）
哪類不銹鋼是磁性？哪類是非磁性？
常以為磁鐵吸附不銹鋼材，驗(yàn)證其優(yōu)劣和真?zhèn)危晃鼰o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*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*不是同一級別的，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*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
涂層測厚儀的技術(shù)
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：
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 I H 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。
