Кілька принципів тестування товщиноміру покриття поверхні
Вимірювач товщини покриття зазвичай має наступні п'ять типів відповідно до принципу вимірювання:
1. Магнітний метод вимірювання товщини: підходить для вимірювання товщини немагнітного шару на магнітопровідному матеріалі. Магнітопровідним матеріалом зазвичай є: сталь\залізо\срібло\нікель. Цей метод має високу точність вимірювань
2. Метод вимірювання товщини за допомогою вихрових струмів: підходить для вимірювання товщини непровідного шару на провідному металі. Цей метод менш точний, ніж магнітний метод вимірювання товщини.
3. Ультразвуковий метод вимірювання товщини: наразі в Китаї немає такого методу для вимірювання товщини покриття. Деякі іноземні виробники мають такі прилади, які підходять для вимірювання товщини багатошарових покриттів або випадків, коли два вищезазначені методи не можуть бути виміряні. Але в цілому дорого \ точність вимірювань не висока.
4. Електролітичний метод вимірювання товщини: цей метод відрізняється від трьох описаних вище методів. Він не відноситься до неруйнівного контролю і потребує руйнування покриття. Загальна точність не висока. Його складніше вимірювати, ніж інші типи.
5. Вимірювання радіаційної товщини: цей вид інструменту дуже дорогий (зазвичай понад 100 000 юанів) і підходить для деяких особливих випадків. Перший і другий методи є найбільш поширеними в даний час в Китаї.
Принцип звичайного вимірювача товщини покриття
Покриваючий шар, утворений для захисту та декорування поверхні матеріалів, таких як покриття, покриття, обшивка, приклеювання, хімічно сформована плівка тощо, у відповідних національних і міжнародних стандартах називається покриттям.
Вимірювання товщини покриття стало важливою частиною контролю якості в обробній промисловості та інженерії поверхонь, і це важливий засіб для відповідності продукції високим стандартам якості. Щоб зробити продукцію інтернаціоналізованою, існують чіткі вимоги до товщини облицювання в експортних товарах моєї країни та проектах, пов’язаних із зарубіжжям.
Методи вимірювання товщини покриття в основному включають: метод клинового різання, метод оптичного розрізу, метод електролізу, метод вимірювання різниці товщини, метод зважування, метод рентгенівської флуоресценції, метод зворотного розсіювання -променів, метод ємності, магнітний метод вимірювання та закон вимірювання вихрових струмів і т. д. Серед цих методів перші п'ять - це руйнівний контроль, методи вимірювання є громіздкими та повільними, і більшість з них придатні для перевірки зразків.
Рентгенівський і променевий методи є безконтактними і неруйнівними вимірюваннями, але прилади складні і дорогі, а діапазон вимірювань невеликий. Через радіоактивне джерело користувачі повинні дотримуватися правил захисту від радіації. Рентгенівський метод може вимірювати надзвичайно тонке покриття, подвійне покриття та покриття зі сплаву. Метод променів придатний для вимірювання покриття та покриття з атомним номером підкладки більше 3. Ємнісний метод використовується лише для вимірювання товщини ізоляційного покриття тонкого провідника.
З розвитком технологій, особливо після впровадження мікрокомп’ютерної технології в останні роки, товщиномір, що використовує магнітний метод і метод вихрових струмів, зробив крок вперед у напрямку мініатюрності, інтелектуальності, багатофункціональності, високої точності та практичності. Роздільна здатність вимірювання досягла 0.1 мікрон, а точність може досягати 1 відсотка, що було значно покращено. Він має широку сферу застосування, широкий діапазон вимірювання, легкість експлуатації та низьку ціну, і є найбільш широко використовуваним інструментом для вимірювання товщини в промисловості та наукових дослідженнях.
Неруйнівний метод не пошкоджує ні покриття, ні основний матеріал, а швидкість виявлення є високою, тому великий обсяг робіт з виявлення можна виконати економічно.
Принцип вимірювання
один. Принцип вимірювання магнітного притягання та товщиномір
Сила всмоктування між магнітом (зондом) і магнітною сталлю пропорційна відстані між ними, і ця відстань є товщиною оболонки. Використовуючи цей принцип для виготовлення товщиноміра, якщо різниця між магнітною проникністю покриття та основним матеріалом достатньо велика, її можна виміряти. У зв'язку з тим, що більшість промислових виробів штампують і формують з конструкційної сталі і гарячекатаного холоднокатаного сталевого листа, найбільшого поширення набули магнітні товщиноміри. Основна структура товщиноміра складається з магнітної сталі, релейної пружини, шкали та механізму самозупинки. Після того, як магнітна сталь притягнеться до вимірюваного об’єкта, вимірювальна пружина поступово подовжується, а тягова сила поступово збільшується. Коли сила витягування трохи перевищує силу всмоктування, товщину покриття можна отримати шляхом реєстрації сили витягування в момент, коли магнітна сталь від’єднується. Нові продукти можуть автоматизувати цей процес запису. Різні моделі мають різний діапазон і застосовні випадки.
Цей прилад характеризується простотою експлуатації, довговічністю, відсутністю живлення, калібрування перед вимірюванням і низькою ціною. Він дуже підходить для контролю якості на місці в майстернях.
Вимірювання магнітної індукції
При використанні принципу магнітної індукції товщина покриття вимірюється величиною магнітного потоку, що протікає від зонда через неферомагнітне покриття в феромагнітну підкладку. Розмір відповідного магнітоопору також можна виміряти, щоб вказати товщину покриття. Чим товще покриття, тим більше опір і менший потік. Товщиномір, що використовує принцип магнітної індукції, в принципі може мати товщину немагнітного покриття на магнітній підкладці. Як правило, магнітна проникність субстрату повинна бути вище 500. Якщо матеріал оболонки також є магнітним, необхідна досить велика різниця в проникності від основного матеріалу (наприклад, нікелювання на сталі). Коли зонд із котушкою, намотаною на м’який сердечник, поміщається на зразок, що підлягає перевірці, прилад автоматично видасть тестовий струм або тестовий сигнал. У перших продуктах використовувався стрілочний датчик для вимірювання величини індукованої електрорушійної сили, а прилад посилював сигнал, щоб вказувати товщину покриття. В останні роки в схемотехніці з’явилися нові технології, такі як стабілізація частоти, фазова синхронізація та температурна компенсація, а також використовується магнітний опір для модуляції вимірювальних сигналів. Також використовується розроблена інтегральна схема та впроваджується мікрокомп’ютер, завдяки чому точність вимірювань і відтворюваність були значно покращені (майже на порядок). Сучасний товщиномір магнітної індукції має роздільну здатність 0,1 мкм, допустиму похибку 1 відсоток і діапазон 10 мм.
Товщиномір із магнітним принципом можна використовувати для вимірювання шару фарби на сталевій поверхні, порцеляні, захисному шарі емалі, пластику, гумовому покритті, різних шарах покриття з кольорових металів, включаючи нікель і хром, і різних антикорозійних покриттів для хімічних масел. промисловість .
Вимірювання вихрових струмів
Високочастотний сигнал змінного струму створює електромагнітне поле в котушці зонда, і коли зонд наближається до провідника, в ньому утворюються вихрові струми. Чим ближче зонд до провідної підкладки, тим більший вихровий струм і тим більший опір відбиття. Ця величина зворотного зв'язку характеризує відстань між зондом і провідною підкладкою, тобто товщину непровідного покриття на провідній підкладці. Оскільки ці зонди спеціалізуються на вимірюванні товщини покриттів на неферомагнітних металевих підкладках, їх часто називають немагнітними зондами. Немагнітні зонди використовують високочастотні матеріали як сердечники котушок, наприклад платинонікелеві сплави або інші нові матеріали. Порівняно з принципом магнітної індукції основна відмінність полягає в тому, що зонд інший, частота сигналу інша, розмір і співвідношення масштабу сигналу різні. Як і товщиномір магнітної індукції, вихровий товщиномір також досяг високого рівня роздільної здатності 0.1 мкм, допустимої похибки 1 відсоток і діапазону 10 мм.
Товщиномір, який використовує принцип вихрового струму, в принципі може вимірювати непровідне покриття на всіх електричних провідниках, таких як поверхня аерокосмічних апаратів, транспортних засобів, побутової техніки, дверей і вікон з алюмінієвого сплаву та інших алюмінієвих виробів, поверхнева фарба, пластикове покриття і анодована плівка. Матеріал оболонки має певну провідність, яку також можна виміряти за допомогою калібрування, але співвідношення двох провідностей має відрізнятися принаймні в 3-5 разів (наприклад, хромування міді). Хоча сталеві підкладки також є електропровідниками, магнітні принципи більше підходять для цього типу завдань.
