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塗層測厚儀
日期：2024-09-10 20:01
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摘要：
塗層測厚儀
塗層測厚儀器根據測量原理一般有以下五種類型:
塗層測厚儀器根據測量原理一般有以下五種類型:
1.磁性測厚法:適用導磁材料上的非導磁層厚度測量.導磁材料一般為:鋼\鐵\銀\鎳.此種方法測量精度高
2.渦流測厚法:適用導電金屬上的非導電層厚度測量.此種方法較磁性測厚法精度低
3.超聲波測厚法:目前國內還冇有用此種方法測量塗鍍層厚度的,國外個彆廠家有這樣的儀器,適用多層塗鍍層厚度的測量或則是以上兩種方法都無法測量的場合.但一般價格昂貴\測量精度也不高.
4.電解測厚法:此方法有彆於以上三種,不屬於無損檢測,需要破壞塗鍍層.一般精度也不高.測量起來較其他幾種麻煩
5.放射測厚法:此種儀器價格非常昂貴(一般在10萬RMB以上),適用於一些*場合.
國內目前使用*為普遍的是第1\2兩種方法。
例：MPO型兩用塗層測厚儀
儀器由德國生產，集合了磁性測厚儀和渦流測厚儀兩種儀器的功能，可用於測量鐵及非鐵金屬基體上塗層的厚度。如：
* 鋼鐵上的銅、鉻、鋅等電鍍層或油漆、塗料、搪瓷等塗層厚度。
* 鋁、鎂材料上陽極氧化膜的厚度。
* 銅、鋁、鎂、鋅等非鐵金屬材料上的塗層厚度。
* 鋁、銅、金等箔帶材及紙張、塑料膜的厚度。
* 各種鋼鐵及非鐵金屬材料上熱噴塗層的厚度。
儀器符合國家標準GB/T4956和GB/T4957，可用於生產檢驗、驗收檢驗及質量監督檢驗。
儀器特點
*采用雙功能內置式探頭，自動識彆鐵基或非鐵基體材料，並選擇相應的測量方式進行*測量。
* 符合人體工程學設計的雙顯示屏結構，可以在任何測量位置讀取測量數據。
* 采用手機菜單式功能選擇方式，操作十分簡便。
*可設定上下限值，測量結果超出或符合上下限數值時，儀器會發出相應的聲音或閃爍燈提示。
* 穩定性**，通常不必校正便可長期使用。
技術規格
量 程： 0～2000μm
精度：±1μm（0～50μm），±2%（50μm～1000μm），±3%（1000μm～2000μm）
重複精度： ±0.5μm（0～100μm），±0.5%（＞100μm）
測量麵積： *小測量麵積為直徑φ4mm
重 量： 60g（不含電池）
外形尺寸： 64mm×30m×85mm
電 源： 兩節5號電池
標準配置
主 機： 1台
鐵 基 體： 1塊
鋁 基 體： 1塊
標準箔片： 1片
保 修
儀器保修一年，長期負責維修，提供使用和維護指導。
常規塗層測厚儀的原理
對材料表麵保護、裝飾形成的覆蓋層，如塗層、鍍層、敷層、貼層、化學生成膜等，在有關國家和*標準中稱為覆層（coating）。
塗層厚度測量已成為加工工業、表麵工程質量檢測的重要一環，是產品達到優等質量標準的必備手段。為使產品*化，我國出口商品和涉外項目中，對覆層厚度有了明確的要求。
塗層厚度的測量方法主要有：楔切法，光截法，電解法，厚度差測量法，稱重法，X射線熒光法，β射線反向散射法，電容法、磁性測量法及渦流測量法等。這些方法中前五種是有損檢測，測量手段繁瑣，速度慢，多適用於抽樣檢驗。
X射線和β射線法是無接觸無損測量，但裝置複雜昂貴，測量範圍較小。因有放射源，使用者必須遵守射線防護規範。X射線法可測極薄鍍層、雙鍍層、合金鍍層。β射線法適合鍍層和底材原子序號大於3的鍍層測量。電容法*在薄導電體的絕緣覆層測厚時采用。
隨著技術的日益進步，*是近年來引入微機技術後，采用磁性法和渦流法的測厚儀向微型、智能、多功能、**度、實用化的方向進了一步。測量的分辨率已達0.1微米，精度可達到1%，有了大幅度的提高。它適用範圍廣，量程寬、操作簡便且價廉，是工業和科研使用*廣泛的測厚儀器。
采用無損方法既不破壞覆層也不破壞基材，檢測速度快，能使大量的檢測工作經濟地進行。
測量原理與儀器
一． 磁吸力測量原理及測厚儀
長久磁鐵（測頭）與導磁鋼材之間的吸力大小與處於這兩者之間的距離成一定比例關係，這個距離就是覆層的厚度。利用這一原理製成測厚儀，隻要覆層與基材的導磁率之差足夠大，就可進行測量。鑒於大多數工業品采用結構鋼和熱軋冷軋鋼板衝壓成型，所以磁性測厚儀應用*廣。測厚儀基本結構由磁鋼，接力簧，標尺及自停機構組成。磁鋼與被測物吸合後，將測量簧在其後逐漸拉長，拉力逐漸增大。當拉力剛好大於吸力，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。
這種儀器的特點是操作簡便、堅固耐用、不用電源，測量前無須校準，價格也較低，很適合車間做現場質量控製。
二． 磁感應測量原理
采用磁感應原理時，利用從測頭經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。利用磁感應原理的測厚儀，原則上可以有導磁基體上的非導磁覆層厚度。一般要求基材導磁率在500以上。如果覆層材料也有磁性，則要求與基材的導磁率之差足夠大（如鋼上鍍鎳）。當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。早期的產品采用指針式表頭，測量感應電動勢的大小，儀器將該信號放大後來指示覆層厚度。近年來的電路設計引入穩頻、鎖相、溫度補償等地新技術，利用磁阻來調製測量信號。還采用*設計的集成電路，引入微機，使測量精度和重現性有了大幅度的提高（幾乎達一個數量級）。現代的磁感應測厚儀，分辨率達到0.1um，允許誤差達1%，量程達10mm。
磁性原理測厚儀可應用來*測量鋼鐵表麵的油漆層，瓷、搪瓷防護層，塑料、橡膠覆層，包括鎳鉻在內的各種有色金屬電鍍層，以及化工石油待業的各種防腐塗層。
三． 電渦流測量原理
高頻交流信號在測頭線圈中產生電磁場，測頭靠近導體時，就在其中形成渦流。測頭離導電基體愈近，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電基體之間距離的大小，也就是導電基體上非導電覆層厚度的大小。由於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。與磁感應原理比較，主要區彆是測頭不同，信號的頻率不同，信號的大小、標度關係不同。與磁感應測厚儀一樣，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。
采用電渦流原理的測厚儀，原則上對**導電體上的非導電體覆層均可測量，如航天航空器表麵、車輛、家電、鋁合金門窗及其它鋁製品表麵的漆，塑料塗層及陽極氧化膜。覆層材料有一定的導電性，通過校準同樣也可測量，但要求兩者的導電率之比*少相差3-5倍（如銅上鍍鉻）。雖然鋼鐵基體亦為導電體，但這類任務還是采用磁性原理測量較為合適
測厚儀特點：
具有兩種測量方式：連續測量方式（CONTINUE）和單次測量方式（SINGLE）；
具有兩種工作方式：直接方式(DIRECT)和成組方式(APPL)；
設有五個統計量：平均值（MEAN）、*大值（MAX）、*小值（MIN）、測試次數（NO．）、標準偏差（S．DEV）
可進行零點校準和二點校準，並可用基本校準法對測頭的係統誤差進行修正；
具有存貯功能：可存貯300個測量值；
具有刪除功能：對測量中出現的單個可疑數據進行刪除,也可刪除塗層測厚儀存貯區內的**數據，以便進行新的測量；
可設置限界：對限界外的測量值能自動報警；
具有與PC機通訊的功能：可將測量值、統計值傳輸*PC機，以便塗層測厚儀對數據進行進一步處理；
具有電源欠壓指示功能；
操作過程有蜂鳴聲提示；
具有錯誤提示功能；
具有自動關機功能。
影響塗層測厚儀測量值精度的因素
1．影響因素的有關說明
a 基體金屬磁性質
磁性法測厚受基體金屬磁性變化的影響（在實際應用中，低碳鋼磁性的變化可以認為是輕微的），為了避免熱處理和冷加工因素的影響，應使用與試件基體金屬具有相同性質的標準片對儀器進行校準；亦可用待塗覆試件進行校準。
b 基體金屬電性質
基體金屬的電導率對測量有影響，而基體金屬的電導率與其材料成分及熱處理方法有關。使用與試件基體金屬具有相同性質的標準片對儀器進行校準。
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。大於這個厚度，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
本儀器對試件表麵形狀的陡變敏感。因此在靠近試件邊緣或內轉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，在彎曲試件的表麵上測量是不可靠的。
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據。
g 表麵粗糙度
基體金屬和覆蓋層的表麵粗糙程度對測量有影響。粗糙程度增大，影響增大。粗糙表麵會引起係統誤差和偶然誤差，每次測量時，在不同位置上應增加測量的次數，以克服這種偶然誤差。如果基體金屬粗糙，還必須在未塗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；或用對基體金屬冇有腐蝕的溶液溶解除去覆蓋層後，再校對儀器的零點。
g 磁場
周圍各種電氣設備所產生的強磁場，會嚴重地乾擾磁性法測厚工作。
h 附著物質
本儀器對那些妨礙測頭與覆蓋層表麵緊密接觸的附著物質敏感，因此，必須**附著物質，以保證儀器測頭和被測試件表麵直接接觸。
i 測頭壓力
測頭置於試件上所施加的壓力大小會影響測量的讀數，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，應當使測頭與試樣表麵保持垂直。
2．使用儀器時應當遵守的規定
a 基體金屬特性
對於磁性方法，標準片的基體金屬的磁性和表麵粗糙度，應當與試件基體金屬的磁性和表麵粗糙度相似。
對於渦流方法，標準片基體金屬的電性質，應當與試件基體金屬的電性質相似。
b 基體金屬厚度
檢查基體金屬厚度是否超過臨界厚度，如果冇有，可采用3.3中的某種方法進行校準。
c 邊緣效應
不應在緊靠試件的突變處，如邊緣、洞和內轉角等處進行測量。
d 曲率
不應在試件的彎曲表麵上測量。
e 讀數次數
通常由於儀器的每次讀數並不完全相同，因此必須在每一測量麵積內取幾個讀數。覆蓋層厚度的局部差異，也要求在任一給定的麵積內進行多次測量，表麵粗造時更應如此。
f 表麵清潔度
測量前，應**表麵上的任何附著物質，如塵土、油脂及腐蝕產物等，但不要除去任何覆蓋層物質
塗層測厚儀中F，N以及FN的區彆：
F代表ferrous鐵磁性基體，F型的塗層測厚儀采用電磁感應原理，來測量鋼、鐵等鐵磁質金屬基體上的非鐵磁性塗層、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、琺琅、氧化層等。
N代表Non-ferrous非鐵磁性基體，N型的塗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、錫等基體上的琺琅、橡膠、油漆、塑料層等。
FN型的塗層測厚儀既采用電磁感應原理，又采用采用電渦流原理，是F型和N型的二合一型塗層測厚儀。用途見上。如CM8825F是指隻有一個F探頭的磁性測厚儀；
CM8826FN是指帶有兩個探頭的磁性和渦流兩用型二合一塗層測厚儀。
產品型號： CM-8826
（分體化傳感器塗層測厚儀）
功能： 測量導磁物體上的非導磁塗層和非磁性金屬基體上的非導電覆蓋層的厚度
測量方法：F 磁感應 NF 渦流
測量範圍：0-1250um/0-50mil (標準量程)
*小曲麵:F: 凸 1.5mm/ 凹 25mm N: 凸 3mm/ 凹 50mm
分辨率：0.1/1
*小測量麵積：6mm
*薄基底：0.3mm
自動關機
使用環境：溫度：0-40℃濕度：10-90%RH
準確度：±(1-3%n)或±2um
公製/英製：可選擇
電源：4節7號電池
電池電壓指示：低電壓提示
外形尺寸：126X65X27mm
重量：81g（不含電池）
可選附件:（點擊鏈接）
1RS-232 或聯機線及軟件
2. 可定製量程(大量程傳感器）可選:0-200um to 18000um
應用：用磁性傳感器測量鋼、鐵等鐵磁質金屬基體上的非鐵磁性塗層、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、琺琅、氧化層等。用渦流傳感器測量銅、鋁、鋅、錫等基體上的琺琅、橡膠、油漆、塑料層等。廣泛用於製造業、金屬加工業、化工業、商檢等檢測領域。
塗層測厚儀在測量物體時,除測量方法外,還會有其他因數會導致測量結果有所偏差,具體影響因數請看下表.
測量方式法 | 磁性測量 | 渦流測量 |
基體金屬磁性質 | * | |
基體金屬電性質 | * | |
邊緣效應 | * | * |
曲率 | * | * |
試件粗糙度 | * | * |
磁場 | * | |
附著物質 | * | * |
測頭壓力 | * | * |
測頭取向 | * | * |
基體金屬厚度 | * | * |
試件的形狀 | * | * |
塗層測儀除了可以測量磁性金屬基體和非磁性基體上的塗層,亦可以測量金屬電鍍的鍍層測厚儀,因此,塗層測厚儀,通常也稱為塗鍍層測厚儀.
磁性塗層測厚技術標準和檢定規程
標準：
國家標準GB/T4956-2003《磁性基體上非磁性覆蓋層厚度測量磁性法》
*標準ISO 2178-1982
檢定規程：
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？
磁性金屬隻有三類
1. 鋼鐵
2. 鎳金屬
3.部分不鏽鋼(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、及奧氏體型不鏽鋼（如404B，430、420、410）
哪類不鏽鋼是磁性？哪類是非磁性？
人們常以為磁鐵吸附不鏽鋼材，驗證其優劣和真偽，不吸無磁，認為是好的，貨真價實；吸者有磁性，則認為是冒牌假貨。其實，這是一種極其片麵的、不切實的錯誤的辨彆方法。
不鏽鋼的種類繁多，常溫下按組織結構可分為幾類：
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鏽鋼多數是奧氏體型的304材質，一般來講是無磁或弱磁的，但因冶煉造成化學成分波動或加工狀態不同也可能出現磁性，但這不能認為是冒牌或不合格，這是什麼原因呢？
上麵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，由於冶煉時成分偏析或熱處理不當，會造成奧氏體304不鏽鋼中少量馬氏體或鐵素體組織。這樣，304不鏽鋼中就會帶有微弱的磁性。
另外，304不鏽鋼經過冷加工，組織結構也會向馬氏體轉化，冷加工變形度越大，馬氏體轉化越多，鋼的磁性也越大。如同一批號的鋼帶，生產Φ76管，無明顯磁感，生產Φ9.5管。因泠彎變形較大磁感就明顯一些，生產方矩形管因變形量比圓管大，*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複穩定奧氏體組織，從而消去磁性。
*要提出的是，因上麵原因造成的304不鏽鋼的磁性，與其他材質的不鏽鋼，如430、碳鋼的磁性完全不是同一*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，如果不鏽鋼帶弱磁性或完全不帶磁性，應判彆為304或316材質；如果與碳鋼的磁性一樣，顯示出強磁性，因判彆為不是304材
塗層測厚儀的*新技術
目前，國內國外不管是出名的品牌還是一般的生產廠家，其測厚儀的操作方法均需要如下步驟：
1調零，即在特定的零板上調零，或在需要測量的原基材上調零；
2根據測量產品的不同測量範圍，用適當的測試片調值，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冇有什麼問題的，隻是比較繁瑣一點。但當探頭使用一段時間後，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。原因在於產品的原理，這是一個致命的缺陷，即探頭是使用一根磁鐵繞線圈。通上電流後產生磁場，這個磁場是不規則的。還好，現在有一款新型的塗層測厚儀，它采用的是*新的磁感技術。也就是我們知道的霍爾效應，霍爾於1879年發現的。通過研究霍爾電壓與工作電流的關係，測量電磁鐵磁場、磁導率、研究霍爾電壓與磁場的關係 ,霍爾發現這個電位差UH與電流強度 I H 成正比，與磁感應強度 B 成正比，與薄片的厚度 d成反比。這個磁場是就變成規則的。該原理運用在塗層測厚儀上麵就無需再調測試片了。*是測量圓弧的或凹麵的產品時，使用更為簡單和方便了。