： 北京時代新天出品
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，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，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)計引入穩(wěn)頻、鎖相、溫度補償?shù)鹊匦录夹g(shù)，利用磁阻來調(diào)制測量信號。還采用設(shè)計的集成電路，引入微機，使測量精度和重現(xiàn)性有了大幅度的提高（幾乎達一個數(shù)量級）?，F(xiàn)代的磁感應(yīng)測厚儀，分辨率達到0.1um，允許誤差達1%，量程達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，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。這個反饋作用量表征了測頭與導(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)片對儀器進行校準(zhǔn)；亦可用待涂覆試件進行校準(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。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，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；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。
g 磁場
周圍各種電氣設(shè)備所產(chǎn)生的強磁場，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)進行多次測量，表面粗造時更應(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,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，驗證其優(yōu)劣和真?zhèn)?，不吸無磁，認(rèn)為是好的，貨真價實；吸者有磁性，則認(rèn)為是冒牌假貨。其實，這是一種極其片面的、不切實的錯誤的辨別方法。
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，儀器新購使用時還是沒有什么問題的，只是比較繁瑣一點。 但當(dāng)探頭使用一段時間后，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)這個電位差 UH與電流強度 I H 成正比，與磁感應(yīng)強度 B 成正比，與薄片的厚度 d 成反比。 這個磁場是就變成規(guī)則的。該原理運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，使用更為簡單和方便了。
