麥考特涂層測厚儀的原理

麥考特涂層測厚儀的原理

在對材料表面保護、裝飾形成的覆蓋層，如涂層、鍍層、敷層、貼層、化學(xué)生成膜等，在有關(guān)國家和國際標準中稱(chēng)為覆層（coating）或涂層。

涂層和覆層厚度測量已成為加工工業(yè)、表面工程質(zhì)量檢測的重要一環(huán)，是產(chǎn)品達到優(yōu)等質(zhì)量標準的必備手段。為使產(chǎn)品國際化，我國出口商品和涉外項目中，對涂層覆層厚度測量有了明確的要求和規定。

涂層覆層厚度的測量方法主要有：楔切法涂層測量，光截法涂層測量，電解法涂層測量，厚度差測量法，稱(chēng)重法涂層測量，X射線(xiàn)熒光法涂層測量，β射線(xiàn)反向散射法涂層測量，電容法涂層測量、磁性測量法涂層測量及渦流測量法涂層測量等。這些方法中前五種是有損檢測，測量手段繁瑣，速度慢，多適用于抽樣檢驗。

X射線(xiàn)和β射線(xiàn)法是無(wú)接觸無(wú)損測量涂層厚度，但裝置復雜昂貴，測量范圍較小。因有放射源，使用者必須遵守射線(xiàn)防護規范。X射線(xiàn)法可測極薄鍍層、雙鍍層、合金鍍層。β射線(xiàn)法適合鍍層和底材原子序號大于3的鍍層測量。電容法僅在薄導電體的絕緣覆層涂層測厚時(shí)采用。

隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，特別是近年來(lái)引入微機技術(shù)后，采用磁性法測量涂層和渦流法的涂層測厚儀測厚儀向微型、智能、多功能、高精度、實(shí)用化的方向進(jìn)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。涂層測厚儀適用范圍廣，量程寬、操作簡(jiǎn)便且價(jià)廉，是工業(yè)和科研使用*廣泛的涂層測厚儀器。

涂層測厚儀采用無(wú)損方法既不破壞覆層也不破壞基材，檢測速度快，能使大量的檢測涂層工作經(jīng)濟地進(jìn)行。

測量原理與儀器

一． 麥考特磁吸力測量原理及測厚儀

長(cháng)久磁鐵（測頭）與導磁鋼材之間的吸力大小與處于這兩者之間的距離成一定比例關(guān)系，這個(gè)距離就是覆層的厚度。涂層測厚儀利用這一原理制成涂層測厚儀，只要覆層與基材的導磁率之差足夠大，就可進(jìn)行涂層測量。鑒于大多數工業(yè)品采用結構鋼和熱軋冷軋鋼板沖壓成型，所以磁性測厚儀應用*廣。涂層測厚儀基本結構由磁鋼，接力簧，標尺及自停機構組成。磁鋼與被測物吸合后，將測量簧在其后逐漸拉長(cháng)，拉力逐漸增大。當拉力剛好大于吸力，磁鋼脫離的一瞬間記錄下拉力的大小即可獲得涂層覆層厚度。新型的產(chǎn)品可以自動(dòng)完成這一記錄過(guò)程。不同的型號有不同的量程與適用場(chǎng)合。

這種儀器的特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便、堅固耐用、不用電源，測量前無(wú)須校準，價(jià)格也較低，很適合車(chē)間做現場(chǎng)質(zhì)量控制。

二． 磁感應測量涂層的原理

采用磁感應原理測量涂層時(shí)，利用從測頭經(jīng)過(guò)非鐵磁覆層而流入鐵磁基體的磁通的大小，來(lái)測定涂層覆層厚度。也可以測定與之對應的磁阻的大小，來(lái)表示其涂層覆層厚度。涂層覆層越厚，則磁阻越大，磁通越小。利用磁感應原理的涂層測厚儀，原則上可以有導磁基體上的非導磁涂層覆層厚度。一般要求基材導磁率在500以上。如果涂層覆層材料也有磁性，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(zhù)線(xiàn)圈的測頭放在被測樣本上時(shí)，涂層測厚儀器自動(dòng)輸出測試電流或測試信號。早期的產(chǎn)品采用指針式表頭，測量感應電動(dòng)勢的大小，涂層測厚儀儀器將該信號放大后來(lái)指示覆層厚度。近年來(lái)的電路設計引入穩頻、鎖相、溫度補償等地新技術(shù)，利用磁阻來(lái)調制測量信號。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(gè)數量級）?，F代的磁感應涂層測厚儀，分辨率達到0.1um，允許誤差達1%，量程達10mm。

磁性原理涂層測厚儀可應用來(lái)**測量鋼鐵表面的油漆層，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(yè)的各種防腐涂層厚度。

三． qnix電渦流測量原理涂層測厚儀

高頻交流信號在測頭線(xiàn)圈中產(chǎn)生電磁場(chǎng)，測頭靠近導體時(shí)，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(gè)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。由于這類(lèi)涂層測厚儀測頭專(zhuān)門(mén)測量非鐵磁金屬基材上的涂層覆層厚度，所以通常稱(chēng)之為非磁性測頭。非磁性測頭采用高頻材料做線(xiàn)圈鐵芯，例如鉑鎳合金或其它新材料。與磁感應原理比較，主要區別是涂層測厚儀測頭不同，信號的頻率不同，信號的大小、標度關(guān)系不同。與磁感應涂層測厚儀一樣，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。

采用電渦流原理的涂層測厚儀，原則上對所有導電體上的非導電體覆層涂層均可測量，如航天航空器表面、車(chē)輛、家電、鋁合金門(mén)窗及其它鋁制品表面的漆，塑料涂層及陽(yáng)極氧化膜。涂層覆層材料有一定的導電性，通過(guò)校準同樣也可測量，但要求兩者的導電率之比至少相差3-5倍（如銅上鍍鉻）。雖然鋼鐵基體亦為導電體，但這類(lèi)任務(wù)還是采用磁性原理測量涂層厚度較為合適