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涂层测厚仪测量原理分析之反射式电涡流法

来源:沧州欧谱      2019-1-24 16:22:42      点击:
反射式电涡流涂层测厚仪的基本工作原理是,当测头与被测试样接触时,测头装置所产生的高频电磁场,使置于测头下的金属导体产生涡流,其振幅和相位是导体与测头之间非导电覆盖层厚度的函数,即该涡流产生的交变电磁场会改变测头参数,而测头参数变量的大小则取决于涂层的厚度。通过测量测头参数变量的大小,并将这一电信号转换处理,即可得到被测涂层的厚度值。其测量原理图如下图所示:

涡流传感器的原理图_南北潮商城

涡流传感器的原理图

认为该方法能够适应吸波涂层本身性质和使用特点,沧州欧谱www.oupu17.com可以用来测量吸波涂层厚度。但是专文讨论该方法的文献中指出,对于不同电磁参数的涂层要经过复杂的校正过程,才可以得到允许误差范围内的测量结果。其测量样品,都需的厚度均小于1 mm,在0.5 mm左右,量程范围较小,因此该方法难以获得实际的应用。

进一步分析发现,所有利用磁性法(包括变磁阻法和电涡流法)都要求涂层为非磁性涂层,尚未发现有利用该方法的涂层测厚产品是针对磁性涂层的。在国家标准GB/T4957-85《非磁性金属基体上非导电覆盖层厚度测量涡流方法》(与国际标准IS02360-1982对应)中,对涡流测厚仪的标准,操作程序和影响测量精度的因素及其注意事项作了详细的阐述。

其中有关影响测量精度因素的条款,应视作涡流涂层测厚仪开发应用必须遵循的指导性文件,这些影响测量精度的主要因素包括.

1)覆盖层厚度大于25μm时,其误差与覆盖层厚度近似成正比;

2)基体金属的电导率对测量有影响,它与基体金属材料成分及热处理方法有关;

3)任何一种测厚仪都要求基体金属有一个临界厚度,只有大于这个厚度,测量才不会受基体金属厚度的影响;

4)涡流测厚仪对试样测定存在边缘效应,即对靠近试样边缘或内转角处的测量是不可靠的;

5)试样的曲率对测量有影响,这种影响将随着曲率半径的减小明显地增大;

6)基体金属和覆盖层的表面粗糙度影响测量精度,粗糙程度增加,影响增大;

7)涡流测厚仪对妨碍测头与覆盖层表面紧密接触的附着物质敏感,因此测量前应清除测头和覆盖层表面的污物;测量时应使测头与测试表面保持恒压垂直接触。

在这些因素中,(1) (5) (6) (7)是本课题会遇到的问题,需要重点考虑。另外,本课题中最突出的特点是,吸波涂层不同于一般的覆盖物,(1)它具有较强的铁磁性,它的磁导率对线圈阻抗影响显著;(2)它对交变磁场同样会有涡流损耗,其影响同样较大,不能忽略。而且,这两者的影响都与涂层的厚度有着直接的关系,难以找出涂层厚度与测头参数之间的数学关系。因此,这种方法也难以用于本课题中的磁性吸波涂层厚度的检测。

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