電磁/電渦流測(cè)厚原理及測(cè)厚儀

由材料表面保護(hù)和裝飾形成的覆蓋層，如涂層、電鍍、覆層、粘貼、化學(xué)生成的薄膜等，在相關(guān)國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中稱為涂層。
涂層測(cè)厚已成為加工業(yè)和表面工程質(zhì)量檢驗(yàn)的重要組成部分，是產(chǎn)品達(dá)到優(yōu)良質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不可或缺的手段。為使產(chǎn)品國(guó)際化，我國(guó)出口商品及涉外項(xiàng)目對(duì)涂層厚度有明確要求。
涂層厚度的測(cè)量方法主要有：楔形切割法、截光法、電解法、厚度差測(cè)量法、稱重法、X射線熒光法、β射線背散射法、電容法、磁測(cè)量法和渦流測(cè)量法方法等。這些方法中的前五種是破壞性測(cè)試。測(cè)量方法繁瑣、速度慢，多適用于抽樣檢驗(yàn)。
X射線和β射線法是非接觸、無損測(cè)量，但設(shè)備復(fù)雜、價(jià)格昂貴，測(cè)量范圍小。由于存在放射源，用戶必須遵守輻射防護(hù)規(guī)定。 X射線法可以測(cè)量極薄的鍍層、雙層鍍層和合金鍍層。 β射線法適用于原子序數(shù)大于3的涂層和基材的測(cè)量。電容法僅用于測(cè)量細(xì)導(dǎo)體絕緣涂層的厚度。
隨著科技的不斷進(jìn)步，特別是近年來引入微機(jī)技術(shù)后，采用磁法和渦流法的測(cè)厚儀已向小型化、智能化、多功能化、高精度、實(shí)用化邁進(jìn)了一步。測(cè)量分辨率達(dá)到0.1微米，精度可達(dá)1%，大大提高。它應(yīng)用范圍廣，測(cè)量范圍廣，操作方便，價(jià)格低廉，是工業(yè)和科研中應(yīng)用*廣泛的測(cè)厚儀器。
采用非破壞性方法既不破壞涂層也不破壞基材，檢測(cè)速度快，可以經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行大量的檢測(cè)工作。
測(cè)量原理及儀器
一。磁吸測(cè)量原理及測(cè)厚儀
*磁鐵（探頭）與導(dǎo)磁鋼之間的吸引力大小與兩者之間的距離成正比，即涂層的厚度。利用這個(gè)原理制作測(cè)厚儀，只要涂層與基材的滲透率差異足夠大，就可以進(jìn)行測(cè)量。鑒于大多數(shù)工業(yè)產(chǎn)品是由結(jié)構(gòu)鋼和熱軋冷軋鋼板沖壓成型，磁測(cè)厚儀被廣泛使用。測(cè)厚儀的基本結(jié)構(gòu)由磁鋼、繼電器彈簧、尺子和自停機(jī)構(gòu)組成。磁鋼吸附到被測(cè)物體上后，測(cè)量彈簧逐漸拉長(zhǎng)，拉力逐漸增大。當(dāng)拉力剛好大于吸力時(shí)，通過記錄磁體分離瞬間的拉力就可以得到涂層的厚度。新產(chǎn)品這個(gè)記錄過程可以自動(dòng)完成。不同的型號(hào)有不同的范圍和適用的場(chǎng)合。
該儀器具有操作簡(jiǎn)便、堅(jiān)固耐用、無需電源、測(cè)量前無需校準(zhǔn)、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，非常適合車間現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制。
二。磁感應(yīng)測(cè)量原理
當(dāng)利用磁感應(yīng)原理時(shí)，涂層的厚度是通過從探頭流過非鐵磁性涂層并流入鐵磁性基體的磁通量的大小來衡量的。還可以通過測(cè)量相應(yīng)磁阻的大小來指示涂層的厚度。涂層越厚，磁阻越大，磁通量越小。利用磁感應(yīng)原理的測(cè)厚儀，原則上可以測(cè)量磁性基體上非磁性涂層的厚度。一般要求基材的磁導(dǎo)率在500以上。如果鍍層材料也是磁性的，則要求磁導(dǎo)率與基材的差異足夠大（如鋼上鍍鎳）。當(dāng)軟芯上帶有線圈的探頭放在被測(cè)樣品上時(shí)，儀器自動(dòng)輸出測(cè)試電流或測(cè)試信號(hào)。早期的產(chǎn)品使用指針式儀表來測(cè)量感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。儀器將信號(hào)放大，然后指示涂層的厚度。近年來，電路設(shè)計(jì)引入了穩(wěn)頻、鎖相、溫度補(bǔ)償?shù)刃录夹g(shù)，利用磁阻對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。它還采用了設(shè)計(jì)的集成電路并引入了微機(jī)，大大提高了測(cè)量精度和重現(xiàn)性（幾乎達(dá)到一個(gè)數(shù)量級(jí)）?，F(xiàn)代磁感應(yīng)測(cè)厚儀的分辨率為0.1um，允許誤差為1%，測(cè)量范圍為10mm。
磁原理測(cè)厚儀可用于測(cè)量鋼鐵、瓷器、搪瓷保護(hù)層、塑料、橡膠涂層、鎳、鉻等各種有色金屬電鍍層，以及各種化學(xué)、石油工業(yè)。涂層。
三。渦流測(cè)量原理
高頻交流信號(hào)在探頭線圈中產(chǎn)生電磁場(chǎng)。當(dāng)探頭靠近導(dǎo)體時(shí)，在其中形成渦流。探頭離導(dǎo)電襯底越近，渦流越大，反射阻抗越大。這種反饋?zhàn)饔么砹颂筋^與導(dǎo)電基體之間的距離，即導(dǎo)電基體上非導(dǎo)電涂層的厚度。由于這類探頭專門測(cè)量非鐵磁性金屬基體上的涂層厚度，所以通常稱為非磁性探頭。非磁性探頭采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(yīng)原理相比，主要區(qū)別在于探頭不同，信號(hào)的頻率不同，信號(hào)的大小和尺度不同。與磁感應(yīng)測(cè)厚儀一樣，渦流測(cè)厚儀分辨率為0.1um，允許誤差為1%。高水平測(cè)量范圍10mm。
測(cè)厚儀采用渦流原理，原則上可以測(cè)量所有導(dǎo)體上的非導(dǎo)電涂層，如航天飛機(jī)、車輛、家電、鋁合金門窗等鋁制品表面油漆，塑料涂層和陽(yáng)極氧化膜。鍍層材料具有一定的導(dǎo)電性，也可以通過校準(zhǔn)來測(cè)量，但要求兩者的導(dǎo)電性之比至少相差3-5倍（如銅鍍鉻）。雖然鋼基體也是一種電導(dǎo)體，但對(duì)于此類任務(wù)，使用磁測(cè)量原理更為合適。