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测厚仪的测量方法及优缺点

发布时间:2019-04-22 14:34
        本文来探讨一下测厚仪的测量方法及优缺点,测厚仪根据其测量原理可分为磁性测厚法、涡流测厚法、超声波测厚法、电解测厚法、放射测厚法。
 
1.磁性测厚法:永久磁铁(测头)与导磁钢材之间的吸力大小与处于这两者之间的距离成一定比例关系,这个距离就是覆层的厚度。这种测厚仪由磁钢,接力簧,标尺及自停机构组成。磁钢与被测物吸合后,将测量簧在其后逐渐拉长,拉力逐渐增大。当拉力刚好大于吸力,磁钢脱离的一瞬间记录下拉力的大小即可获得覆层厚度。磁性测厚法适用导磁材料上的非导磁层厚度测量。导磁材料一般为:钢,铁,银,镍。此种方法测量精度高。
 
2、涡流测厚法:高频交流信号在测厚仪测头线圈中产生电磁场,当测头靠近导体时,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。基于这样的原理,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。涡流测厚法测厚仪适用导电金属上的非导电层厚度测量,但此种较磁性测厚法精度低。
 
超声波测厚仪
超声波测厚仪

 
3.超声波测厚法:超声波测厚仪是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的,当超声波探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时,脉冲被反射回探头通过精确测量超声波在材料中传播的时间与在材料中传播的速度来确定被测材料的厚度。超声波测厚仪主要有主机和探头两部分组成。主机电路包括发射电路、接收电路、计数显示电路三部分,由发射电路产生的高压冲击波激励探头,产生超声发射脉冲波,脉冲波经介质介面反射后被接收电路接收,通过单片机计数处理后,经液晶显示器显示厚度数值,它主要根据声波在试样中的传播速度乘以通过试样的时间的一半而得到试样的厚度。由于超声波处理方便,并有良好的指向性,超声技术测量金属,非金属材料的厚度,既快又准确,无污染,尤其是在只许可一个侧面可按触的场合,更能显示其优越性,广泛用于各种板材、管材壁厚、锅炉容器壁厚及其局部腐蚀、锈蚀的情况,因此对冶金、造船、机械、化工、电力、原子能等各工业部门的产品检验,对设备安全运行及现代化管理起着主要的作用。按超声波脉冲反射原理设计的测厚仪可对各种板材和各种加工零件作精确测量,也可以对生产设备中各种管道和压力容器进行监测,监测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度。适用多层涂镀层厚度的测量或者是以上两种方法都无法测量的场合。
 
4、电解测厚法:此方法有别于以上三种,不属于无损检测,需要破坏涂镀层,一般精度也不高。测量起来比较其他几种麻烦,所以不太常用。
5.放射测厚法:X射线和β射线法是无接触无损测量,但装置复杂昂贵,测量范围较小。因有放射源,使用者必须遵守射线防护规范。X射线法可测极薄镀层、双镀层、合金镀层。β射线法适合镀层和底材原子序号大于3的镀层测量。此类测厚仪器价格非常昂贵,适用于一些特殊场合。
 
       随着技术的日益进步,特别是近年来引入微机技术后,采用磁性法和涡流法的测厚仪向微型、智能、多功能、高精度、实用化的方向进了一步。测量的分辨率已达0.1微米,精度可达到1%,有了大幅度的提高。它适用范围广,量程宽、操作简便且价廉,是工业和科研使用最广泛的测厚仪器,所以国内目前使用最为普遍的是第1/2两种方法。而第三种超声波测厚仪,近年来发展迅速,由于其采用了无损方法既不破坏覆层也不破坏基材,检测速度快,能使大量的检测工作经济地进行,更重要的是这类仪器的价格也较为适中,适宜大规模的应用和测量。我们在采购测厚仪之前,先要了解下测厚仪的测量方法及优缺点,根据我们想要测量的产品、采购的价格对应的选取那一类的测厚仪。
 

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