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涂層測厚儀測量原理分析之反射式電渦流法

閱讀：150發(fā)布時間：2022-2-4

反射式電渦流涂層測厚儀的基本工作原理是，當(dāng)測頭與被測試樣接觸時，測頭裝置所產(chǎn)生的高頻電磁場，使置于測頭下的金屬導(dǎo)體產(chǎn)生渦流，其振幅和相位是導(dǎo)體與測頭之間非導(dǎo)電覆蓋層厚度的函數(shù)，即該渦流產(chǎn)生的交變電磁場會改變測頭參數(shù)，而測頭參數(shù)變量的大小則取決于涂層的厚度。通過測量測頭參數(shù)變量的大小，并將這一電信號轉(zhuǎn)換處理，即可得到被測涂層的厚度值。其測量原理圖如下圖所示:

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認(rèn)為該方法能夠適應(yīng)吸波涂層本身性質(zhì)和使用特點，滄州歐譜可以用來測量吸波涂層厚度。但是專文討論該方法的文獻(xiàn)中指出，對于不同電磁參數(shù)的涂層要經(jīng)過復(fù)雜的校正過程，才可以得到允許誤差范圍內(nèi)的測量結(jié)果。其測量樣品，都需的厚度均小于1 mm，在0.5 mm左右，量程范圍較小，因此該方法難以獲得實際的應(yīng)用。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，所有利用磁性法(包括變磁阻法和電渦流法)都要求涂層為非磁性涂層，尚未發(fā)現(xiàn)有利用該方法的涂層測厚產(chǎn)品是針對磁性涂層的。在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4957-85《非磁性金屬基體上非導(dǎo)電覆蓋層厚度測量渦流方法》(與國際標(biāo)準(zhǔn)IS02360-1982對應(yīng))中，對渦流測厚儀的標(biāo)準(zhǔn)，操作程序和影響測量精度的因素及其注意事項作了詳細(xì)的闡述。

其中有關(guān)影響測量精度因素的條款，應(yīng)視作渦流涂層測厚儀開發(fā)應(yīng)用必須遵循的指導(dǎo)性文件，這些影響測量精度的主要因素包括.

1）覆蓋層厚度大于25μm時，其誤差與覆蓋層厚度近似成正比;

2）基體金屬的電導(dǎo)率對測量有影響，它與基體金屬材料成分及熱處理方法有關(guān);

3）任何一種測厚儀都要求基體金屬有一個臨界厚度，只有大于這個厚度，測量才不會受基體金屬厚度的影響;

4）渦流測厚儀對試樣測定存在邊緣效應(yīng)，即對靠近試樣邊緣或內(nèi)轉(zhuǎn)角處的測量是不可靠的;

5）試樣的曲率對測量有影響，這種影響將隨著曲率半徑的減小明顯地增大;

6）基體金屬和覆蓋層的表面粗糙度影響測量精度，粗糙程度增加，影響增大;

7）渦流測厚儀對妨礙測頭與覆蓋層表面緊密接觸的附著物質(zhì)敏感，因此測量前應(yīng)清除測頭和覆蓋層表面的污物;測量時應(yīng)使測頭與測試表面保持恒壓垂直接觸。

在這些因素中，(1) (5) (6) (7)是本課題會遇到的問題，需要重點考慮。另外，本課題中的特點是，吸波涂層不同于一般的覆蓋物，(1)它具有較強(qiáng)的鐵磁性，它的磁導(dǎo)率對線圈阻抗影響顯著;(2)它對交變磁場同樣會有渦流損耗，其影響同樣較大，不能忽略。而且，這兩者的影響都與涂層的厚度有著直接的關(guān)系，難以找出涂層厚度與測頭參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。因此，這種方法也難以用于本課題中的磁性吸波涂層厚度的檢測。

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