涂鍍層測厚的無損檢測方法

 無損檢測技術(shù)是一門理論上綜合性較強(qiáng)，又非常重視實(shí)踐環(huán)節(jié)的很有發(fā)展前途的學(xué)科。它涉及到材料的物理性質(zhì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工藝，斷裂力學(xué)以及有限元計(jì)算等諸多方面。在化工、電子、電力、金屬等行業(yè)中，為了實(shí)現(xiàn)對各類材料的保護(hù)或裝飾作用，通常采用噴涂有色金屬覆蓋以及磷化、陽極氧化處理等方法，這樣便出現(xiàn)了涂層、鍍層、敷層、貼層或化學(xué)生成膜等概念，我們稱之為“覆層”。
覆層的厚度測量已成為金屬加工工業(yè)已用戶進(jìn)行成品質(zhì)量檢測必備的最重要工序。是產(chǎn)品達(dá)到優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的必備手段。目前，國內(nèi)外已普遍按統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)測定涂鍍層厚度，覆層無損檢測的方法和儀器的選擇隨著材料物理性質(zhì)研究方面的逐漸進(jìn)步而更加至關(guān)重要。
       有關(guān)覆層無損檢測方法，主要有：楔切法、光截法、電解法、厚度差測量法、稱重法、X射線瑩光法、β射線反射法、電容法、磁性測量法及渦流測量法等。這些方法中除了后五種外大多都要損壞產(chǎn)品或產(chǎn)品表面，系有損檢測，測量手段繁瑣，速度慢，多適用于抽樣檢驗(yàn)。
       X射線和β射線反射法可以無接觸無損測量，但裝置復(fù)雜昂貴，測量范圍小。因有放射源，故，使用者必須遵守射線防護(hù)規(guī)范，一般多用于各層金屬鍍層的厚度測量。
電容法一般僅在很薄導(dǎo)電體的絕緣覆層厚度測試上應(yīng)用 。
磁性測量法及渦流測量法，隨著技術(shù)的日益進(jìn)步，特別是近年來引入微處理機(jī)技術(shù)后，測厚儀向微型、智能型、多功能、高精度、實(shí)用化方面邁進(jìn)了一大步。測量的分辨率已達(dá)0.1μm，精度可達(dá)到1％。又有適用范圍廣，量程寬、操作簡便、價(jià)廉等特點(diǎn)。是工業(yè)和科研使用最廣泛的儀器。超聲波物位計(jì),超聲波液位計(jì),超聲波測厚儀。
采用無損檢測方法測厚既不破壞覆層也不破壞基材，檢測速度快，故能使大量的檢測工作經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行。以下分別介紹幾種常規(guī)測厚的方法。
磁性測量原理 
        一、磁吸力原理測厚儀 
利用永久磁鐵測頭與導(dǎo)磁鋼材之間的吸力大小與處于兩者之間的距離成一定比例關(guān)系可測量覆層的厚度，這個(gè)距離就是覆層的厚度，所以只要覆層與基材的導(dǎo)磁率之差足夠大，就可以進(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形，所以磁性測厚儀應(yīng)用最廣。測量儀基本結(jié)構(gòu)是磁鋼，拉簧，標(biāo)尺及自停機(jī)構(gòu)。當(dāng)磁鋼與被測物吸合后，有一個(gè)彈簧在其后逐漸拉長，拉力逐漸增大，當(dāng)拉力鋼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。一般來講，依不同的型號又不同的量程與適應(yīng)場合。在一個(gè)約350o角度內(nèi)可用刻度表示0～100μm；0～1000μm；0～5mm等的覆層厚度，精度可達(dá)5％以上，能滿足工業(yè)應(yīng)用的一般要求。這種儀器的特點(diǎn)是操作簡單、強(qiáng)固耐用、不用電源和測量前的校準(zhǔn)，價(jià)格也較低，很適合車間作現(xiàn)場質(zhì)量控制。
      二、磁感應(yīng)原理測厚儀 
磁感應(yīng)原理是利用測頭經(jīng)過非鐵磁覆層而流入鐵基材的磁通大小來測定覆層厚度的，覆層愈厚，磁通愈小。由于是電子儀器，校準(zhǔn)容易，可以實(shí)多種功能，擴(kuò)大量程，提高精度，由于測試條件可降低許多，故比磁吸力式應(yīng)用領(lǐng)域更廣。 當(dāng)軟鐵芯上繞著線圈的測頭放在被測物上后，儀器自動輸出測試電流，磁通的大小影響到感應(yīng)電動勢的大小，儀器 將該信號放大后來指示覆層厚度。早期的產(chǎn)品用表頭指示，精度和重復(fù)性都不好，后來發(fā)展了數(shù)字顯示式，電路設(shè)計(jì)也日趨完善。近年來引入微處理機(jī)技術(shù)及電子開關(guān)，穩(wěn)頻等最新技術(shù)，多種獲專利的產(chǎn)品相繼問世，精度有了很大的提高，達(dá)到1%,分辨率達(dá)到0.1μm，磁感應(yīng)測厚儀的測頭多采用軟鋼做導(dǎo)磁鐵芯，線圈電流的頻率不高，以降低渦流效應(yīng)的影響，測頭具有溫度補(bǔ)償功能。由于儀器已智能化，可以辨識不同的測頭，配合不同的軟件及自動改變測頭電流和頻率。一臺儀器能配合多種測頭，也可以用同一臺儀器?？梢哉f，適用于工業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)研究的儀器已達(dá)到了了非常實(shí)用化的階段。
利用電磁原理研制的測厚儀，原則上適用所有非導(dǎo)磁覆層測量， 一般要求基本的磁導(dǎo)率達(dá)500以上。覆層材料如也是磁性的，則要求與基材的磁導(dǎo)率有足夠大的差距（如鋼上鍍鎳層）。磁性原理測厚儀可以應(yīng)用在精確測量鋼鐵表面的油漆涂層，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，化工石油行業(yè)的各種防腐涂層。對于感光膠片、電容器紙、塑料、聚酯等薄膜生產(chǎn)工業(yè)，利用測量平臺或輥（鋼鐵制造）也可用來實(shí)現(xiàn)大面積上任一點(diǎn)的測量。超聲波物位計(jì),超聲波液位計(jì),超聲波測厚儀,聲發(fā)射 超聲波清洗機(jī) 洗片機(jī). 
微電腦測厚一般有多個(gè)校準(zhǔn)值存貯。隨著被測產(chǎn)品的不同位置、材料變化、更換測頭等均可分別校準(zhǔn)并存貯。實(shí)際使用時(shí)直接調(diào)用各校準(zhǔn)值，就無須重新調(diào)校了。這即是所謂“速換基準(zhǔn)”。大大提高了檢測效率。
測試數(shù)據(jù)在智能化儀器里一般可以存貯、打印、計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)供分析，還有可以打印直方圖的功能使覆層厚度分布一目了然。如設(shè)置了上下極限還可以使統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，測量時(shí)所有超限的點(diǎn)都有聲響提醒注意并不取入做統(tǒng)計(jì)計(jì)算用。
      影響測量值的因素與解決方法 
使用涂層測厚儀與使用其他儀器一樣，既要掌握儀器性能，也需了解測試條件。使用磁性原理和渦流原理的覆層測厚儀都是基于被測基體的電、磁特性及與探頭的距離來測量覆層厚度的，所以，被測基體的電磁物理特性與物理尺寸都要影響磁通與電渦流的大小。即影響到測量值的可靠性，下面就這方面的問題作一下介紹。
       1.邊界間距
如果探頭與被測體邊界、孔眼、空腔、其他截面變化處的間距小于規(guī)定的邊界間距，由于磁通或渦流載體截面不夠?qū)?dǎo)致測量誤差。如必須測量該點(diǎn)的覆層厚度，只有預(yù)先在相同條件的無覆層表面進(jìn)行校準(zhǔn)，才能測量。（注：最新的產(chǎn)品有透過覆層校準(zhǔn)的獨(dú)特功能可達(dá)3～10％的精度）
       2.基體表面曲率 
在一個(gè)平直的對比試樣上校準(zhǔn)好一個(gè)初始值，然后在測量覆層厚度后減去這個(gè)初始值?；騾⒄障聴l。
      3.基體金屬最小厚度
基體金屬必須有一個(gè)給定的最小厚度，使探頭的電磁場能完全包容在基體金屬中，最小厚度與測量器的性能及金屬基體的性質(zhì)有關(guān)，在這個(gè)厚度之上剛好可以進(jìn)行測量而不用對測量值修正。對于基體厚度不夠而產(chǎn)生的影響，可以采取在基材下面緊貼一塊相同材料的措施予以消除。如難以決斷，或無法加基材則可以通過與已知覆層厚度的試樣進(jìn)行對比來確定與額定值的差值。并且在測量中考慮這點(diǎn)而對測量值作相應(yīng)的修正或參考第2條修正。而那些可以標(biāo)定的儀器通過調(diào)整旋鈕或按鍵，便可以得到準(zhǔn)確的直讀厚度值。反之利用厚度太小產(chǎn)生的影響又可以研制直接測銅箔厚度的測厚儀，如前所述。
       4.表面粗糙度和表面清潔度 
在粗糙度表面上為獲得一個(gè)有代表性的平均測量值必須進(jìn)行多次測量才行。顯而易見，不論是基體或是覆層，越粗糙，測量值越不可靠。為獲得可靠的數(shù)據(jù)，基體的平均粗糙度Ra應(yīng)小于覆層厚度的5％。而對于表面雜質(zhì)，則應(yīng)予去除。有的儀表上下限，以剔除那些“飛點(diǎn)”。
        5.探頭測量板的作用力
 探頭測量時(shí)的作用力應(yīng)是恒定的。并應(yīng)盡可能小。才不致使軟的覆層發(fā)生形變，以致測量值下降。活產(chǎn)生大的波動，必要時(shí)，可在兩者之間墊一層硬的，不導(dǎo)電的，具有一定厚度的硬性薄膜。這樣通過減去薄膜厚度就能適當(dāng)?shù)氐玫绞４拧?br />         6.外界恒磁場、電磁場和基體剩磁 
應(yīng)該避免在有干擾作用的外界磁場附近進(jìn)行測量。殘存的剩磁，根據(jù)檢測器的性能可能導(dǎo)致或多或少的測量誤差，但是如結(jié)構(gòu)鋼，深沖成形鋼板等一般不會出現(xiàn)上述現(xiàn)象。
        7.覆層材料中的鐵磁成份和導(dǎo)電成份 
覆層中存在某些鐵磁成分，如某種顏料時(shí)，會對測量值產(chǎn)生影響，在這種情況下，對用作校準(zhǔn)的對比試樣覆層應(yīng)具有與被測物覆層相同的電磁特性，經(jīng)校準(zhǔn)后使用。使用的方法可以是將同樣的覆層涂在鋁或銅板試樣上，用電渦流法測試后獲得對比標(biāo)準(zhǔn) 。

涂層測厚儀XCX-120產(chǎn)品概述：
渦流原理，可測量非磁性金屬上面的非導(dǎo)電涂層，如鋁、銅上的漆層
應(yīng)用范圍：  
廣泛應(yīng)用于電子業(yè)、發(fā)電廠、石油化工、航空、建筑等領(lǐng)域。例如：適用于非磁性金屬表面噴漆等。 
便攜式渦流涂層測厚儀XCX-120生產(chǎn)廠家測量原理：
渦流原理(NFe)：測量銅、鋁、不銹鋼等非鐵磁性基體上的所有非導(dǎo)電層的厚度，如油漆層、各種防腐涂層、涂料、粉末噴涂、塑料、橡膠、合成材料、氧化膜、磷化膜等。
便攜式渦流涂層測厚儀XCX-120生產(chǎn)廠家技術(shù)參數(shù)：
涂層測厚儀XCX-120工作原理:
渦流原理
測量范圍（um）：0～2000um
低限分辨力（um）：0.1um
誤差：±(2%H+2) um
測試條件：最小曲率半徑(mm)：凸5
最小面積的直徑(mm)：20
基體臨界厚度(mm)：0.5
顯示：高對比度段碼液晶屏（LED背光）
統(tǒng)計(jì)功能：測量次數(shù)、最大值、最小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差
校準(zhǔn)方式：一點(diǎn)、兩點(diǎn)校準(zhǔn)
電源：兩節(jié)1.5V AA電池，當(dāng)電池電量不足時(shí)，有低電壓提示
操作時(shí)間：兩節(jié)AA電池，使用時(shí)間大于35小時(shí)
儀器關(guān)機(jī)：3分鐘無操作后自動關(guān)機(jī)
工作溫度：-10℃～＋50℃，有特殊要求可達(dá)-20℃
尺寸：149mm×73mm×32mm (H×W×D)
重量：200g(含電池）
標(biāo)準(zhǔn)配置：
涂層測厚儀、探頭、 校準(zhǔn)片、鋁基調(diào)零板、操作手冊、兩節(jié)AA電池、合格證、裝箱單、保修卡、儀器箱
選配件：
校準(zhǔn)片、鋁基調(diào)零板 、橡膠護(hù)套