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涡流涂镀层测厚仪工作原理

时间:2016-10-27 点击次数:485

涡流涂镀层测厚仪工作原理

 

1. 基本原理 
高频交流信号在测头线圈中产生电磁场,测头靠近导体时,就在其中形成涡流。测头离导电基体愈近,则涡流愈大,反射阻抗也愈大。这个反馈作用量表征了测头与导电基体之间距离的大小,也就是导电基体上非导电覆层厚度的大小。由于这类测头专门测量非铁磁金属基材上的覆层厚度,所以通常称之为非磁性测头。非磁性测头采用高频材料做线圈铁芯,例如铂镍合金或其它新材料。与磁感应原理比较,主要区别是测头不同,信号的频率不同,信号的大小、标度关系不同。与磁感应测厚仪一样,涡流测厚仪也达到了分辨率0.1um,允许误差1%,量程10mm的高水平。 
采用电涡流原理的测厚仪,原则上对所有导电体上的非导电体覆层均可测量,如航天航空器表面、车辆、家电、铝合金门窗及其它铝制品表面的漆,塑料涂层及阳极氧化膜。覆层材料有一定的导电性,通过校准同样也可测量,但要求两者的导电率之比至少相差3-5倍(如铜上镀铬)。虽然钢铁基体亦为导电体,但这类任务还是采用磁性原理测量较为合适.

涡流涂镀层测厚仪的基本工作原理是,当测头与被测式样接触时,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,并将这一电信号转换处理,即可得到被测涂镀层的厚度。

2. 影响测量精度的原因

(1) 覆盖层厚度大于25μm,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) 涡流测厚仪对式样测定存在边缘效应,即对靠近式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的精度,粗糙度增大,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。

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