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涂層測厚儀

涂鍍層測厚儀根據(jù)測量原理一般有以下五種類型:

　　1.磁性測厚法:適用導(dǎo)磁材料上的非導(dǎo)磁層厚度測量.導(dǎo)磁材料一般為:鋼\鐵\銀\鎳.此種方法測量精度高

　　2.渦流測厚法:適用導(dǎo)電金屬上的非導(dǎo)電層厚度測量.此種方法較磁性測厚法精度低

　　3.超聲波測厚法:目前國內(nèi)還沒有用此種方法測量涂鍍層厚度的,國外個(gè)別廠家有這樣的儀器,適用多層涂鍍層厚度的測量或則是以上兩種方法都無法測量的場合.但一般價(jià)格昂貴\測量精度也不高.

　　4.電解測厚法:此方法有別于以上三種,不屬于無損檢測,需要破壞涂鍍層.一般精度也不高.測量起來較其他幾種麻煩

　　5.放射測厚法:此種儀器價(jià)格非常昂貴（一般在10萬RMB以上）,適用于一些特殊場合.

　　國內(nèi)目前使用zui為普遍的是第1\2兩種方法。

　　例：DH-0682型兩用涂層測厚儀

　　儀器由德國，集合了磁性測厚儀和渦流測厚儀兩種儀器的功能，可用于測量鐵及非鐵金屬基體上涂層的厚度。如：

　　* 鋼鐵上的銅、鉻、鋅等電鍍層或油漆、涂料、搪瓷等涂層厚度。

　　* 鋁、鎂材料上陽極氧化膜的厚度。

　　* 銅、鋁、鎂、鋅等非鐵金屬材料上的涂層厚度。

　　* 鋁、銅、金等箔帶材及紙張、塑料膜的厚度。

　　* 各種鋼鐵及非鐵金屬材料上熱噴涂層的厚度。

　　儀器符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4956和GB/T4957，可用于檢驗(yàn)、驗(yàn)收檢驗(yàn)及質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)。

　　涂鍍層測厚儀儀器特點(diǎn)

　　* 采用雙功能內(nèi)置式探頭，自動(dòng)識別鐵基或非鐵基體材料，并選擇相應(yīng)的測量方式進(jìn)行測量。

　　* 符合人體工程學(xué)設(shè)計(jì)的雙顯示屏結(jié)構(gòu)，可以在任何測量位置讀取測量數(shù)據(jù)。

　　* 采用手機(jī)菜單式功能選擇方式，操作十分簡便。

　　* 可設(shè)定上下限值，測量結(jié)果超出或符合上下限數(shù)值時(shí)，儀器會(huì)發(fā)出相應(yīng)的聲音或閃爍燈提示。

　　* 穩(wěn)定性*，通常不必校正便可長期使用。

　　技術(shù)規(guī)格

　　量 程： 0～2000μm

　　精 度： ±1μm（0～50μm），±2%（50μm～1000μm），±3%（1000μm～2000μm）

　　重復(fù)精度： ±0.5μm（0～100μm），±0.5%（＞100μm）

　　測量面積： zui小測量面積為直徑φ4mm

　　重 量： 60g（不含電池）

　　外形尺寸： 64mm×30m×85mm

　　電 源： 兩節(jié)5號電池

　　標(biāo)準(zhǔn)配置

　　主 機(jī)： 1臺(tái)

　　鐵 基 體： 1塊

　　鋁 基 體： 1塊

　　標(biāo)準(zhǔn)箔片： 1片

　　保 修

　　儀器保修一年，長期負(fù)責(zé)維修，提供使用和維護(hù)指導(dǎo)。 

　　常規(guī)涂層測厚儀的原理

　　對材料表面保護(hù)、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)國家和標(biāo)準(zhǔn)中稱為覆層（coating）。 

　　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(dá)到優(yōu)等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的*手段。為使產(chǎn)品化，我國出口商品和涉外項(xiàng)目中，對覆層厚度有了明確的要求。 

　　覆層厚度的測量方法主要有：楔切法，光截法，電解法，厚度差測量法，稱重法，X射線熒光法，β射線反向散射法，電容法、磁性測量法及渦流測量法等。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(yàn)。 

　　X射線和β射線法是無接觸無損測量，但裝置復(fù)雜昂貴，測量范圍較小。因有放射源，使用者必須遵守射線防護(hù)規(guī)范。X射線法可測極薄鍍層、雙鍍層、合金鍍層。β射線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(dǎo)電體的絕緣覆層測厚時(shí)采用。 

　　隨著技術(shù)的日益進(jìn)步，特別是近年來引入微機(jī)技術(shù)后，采用磁性法和渦流法的測厚儀向微型、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(dá)0.1微米，精度可達(dá)到1%，有了大幅度的提高。它適用范圍廣，量程寬、操作簡便且價(jià)廉，是工業(yè)和科研使用zui廣泛的測厚儀器。 

　　采用無損方法既不破壞覆層也不破壞基材，檢測速度快，能使大量的檢測工作經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行。 

　　測量原理與儀器 

　　一． 磁吸力測量原理及測厚儀 

　　*磁鐵（測頭）與導(dǎo)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。利用這一原理制成測厚儀，只要覆層與基材的導(dǎo)磁率之差足夠大，就可進(jìn)行測量。鑒于大多數(shù)工業(yè)品采用結(jié)構(gòu)鋼和熱軋冷軋鋼板沖壓成型，所以磁性測厚儀應(yīng)用zui廣。測厚儀基本結(jié)構(gòu)由磁鋼，接力簧，標(biāo)尺及自停機(jī)構(gòu)組成。磁鋼與被測物吸合后，將測量簧在其后逐漸拉長，拉力逐漸增大。當(dāng)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覆層厚度。新型的產(chǎn)品可以自動(dòng)完成這一記錄過程。不同的型號有不同的量程與適用場合。 

　　這種儀器的特點(diǎn)是操作簡便、堅(jiān)固耐用、不用電源，測量前無須校準(zhǔn)，價(jià)格也較低，很適合車間做現(xiàn)場質(zhì)量控制。 

　　二． 磁感應(yīng)測量原理 

　　采用磁感應(yīng)原理時(shí)，利用從測頭經(jīng)過非鐵磁覆層而流入鐵磁基體的磁通的大小，來測定覆層厚度。也可以測定與之對應(yīng)的磁阻的大小，來表示其覆層厚度。覆層越厚，則磁阻越大，磁通越小。利用磁感應(yīng)原理的測厚儀，原則上可以有導(dǎo)磁基體上的非導(dǎo)磁覆層厚度。一般要求基材導(dǎo)磁率在500以上。如果覆層材料也有磁性，則要求與基材的導(dǎo)磁率之差足夠大（如鋼上鍍鎳）。當(dāng)軟芯上繞著線圈的測頭放在被測樣本上時(shí)，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(yīng)電動(dòng)勢的大小，儀器將該信號放大后來指示覆層厚度。近年來的電路設(shè)計(jì)引入穩(wěn)頻、鎖相、溫度補(bǔ)償?shù)鹊匦录夹g(shù)，利用磁阻來調(diào)制測量信號。還采用設(shè)計(jì)的集成電路，引入微機(jī)，使測量精度和重現(xiàn)性有了大幅度的提高（幾乎達(dá)一個(gè)數(shù)量級）。現(xiàn)代的磁感應(yīng)測厚儀，分辨率達(dá)到0.1um，允許誤差達(dá)1%，量程達(dá)10mm。 

　　磁性原理測厚儀可應(yīng)用來測量鋼鐵表面的油漆層，瓷、搪瓷防護(hù)層，塑料、橡膠覆層，包括鎳鉻在內(nèi)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。 

　　三． 電渦流測量原理 

　　高頻交流信號在測頭線圈中產(chǎn)生電磁場，測頭靠近導(dǎo)體時(shí)，就在其中形成渦流。測頭離導(dǎo)電基體愈近，則渦流愈大，反射阻抗也愈大。這個(gè)反饋?zhàn)饔昧勘碚髁藴y頭與導(dǎo)電基體之間距離的大小，也就是導(dǎo)電基體上非導(dǎo)電覆層厚度的大小。由于這類測頭專門測量非鐵磁金屬基材上的覆層厚度，所以通常稱之為非磁性測頭。非磁性測頭采用高頻材料做線圈鐵芯，例如鉑鎳合金或其它新材料。與磁感應(yīng)原理比較，主要區(qū)別是測頭不同，信號的頻率不同，信號的大小、標(biāo)度關(guān)系不同。與磁感應(yīng)測厚儀一樣，渦流測厚儀也達(dá)到了分辨率0.1um，允許誤差1%，量程10mm的高水平。 

　　采用電渦流原理的測厚儀，原則上對所有導(dǎo)電體上的非導(dǎo)電體覆層均可測量，如航天航空器表面、車輛、家電、鋁合金門窗及其它鋁制品表面的漆，塑料涂層及陽極氧化膜。覆層材料有一定的導(dǎo)電性，通過校準(zhǔn)同樣也可測量，但要求兩者的導(dǎo)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(dǎo)電體，但這類任務(wù)還是采用磁性原理測量較為合適

　　DH系列測厚儀特點(diǎn)：

　　具有兩種測量方式：連續(xù)測量方式（CONTINUE）和單次測量方式（SINGLE）；

　　具有兩種工作方式：直接方式（DIRECT）和成組方式（APPL）；

　　設(shè)有五個(gè)統(tǒng)計(jì)量：平均值（MEAN）、zui大值（MAX）、zui小值（MIN）、測試次數(shù)（NO．）、標(biāo)準(zhǔn)偏差（S．DEV）

　　可進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)和二點(diǎn)校準(zhǔn)，并可用基本校準(zhǔn)法對測頭的系統(tǒng)誤差進(jìn)行修正；

　　具有存貯功能：可存貯300個(gè)測量值；

　　具有刪除功能：對測量中出現(xiàn)的單個(gè)可疑數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除,也可刪除涂層測厚儀存貯區(qū)內(nèi)的所有數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行新的測量；

　　可設(shè)置限界：對限界外的測量值能自動(dòng)報(bào)警；

　　具有與PC機(jī)通訊的功能：可將測量值、統(tǒng)計(jì)值傳輸至PC機(jī)，以便涂層測厚儀對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理；

　　具有電源欠壓指示功能；

　　操作過程有蜂鳴聲提示；

　　具有錯(cuò)誤提示功能；

　　具有自動(dòng)關(guān)機(jī)功能。

　　影響涂層測厚儀測量值精度的因素

　　1．影響因素的有關(guān)說明

　　a 基體金屬磁性質(zhì)

　　磁性法測厚受基體金屬磁性變化的影響（在實(shí)際應(yīng)用中，低碳鋼磁性的變化可以認(rèn)為是輕微的），為了避免熱處理和冷加工因素的影響，應(yīng)使用與試件基體金屬具有相同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)片對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)；亦可用待涂覆試件進(jìn)行校準(zhǔn)。

　　b 基體金屬電性質(zhì)

　　基體金屬的電導(dǎo)率對測量有影響，而基體金屬的電導(dǎo)率與其材料成分及熱處理方法有關(guān)。使用與試件基體金屬具有相同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)片對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。

　　c 基體金屬厚度

　　每一種儀器都有一個(gè)基體金屬的臨界厚度。大于這個(gè)厚度，測量就不受基體金屬厚度的影響。本儀器的臨界厚度值見附表1。

　　d 邊緣效應(yīng)

　　本儀器對試件表面形狀的陡變敏感。因此在靠近試件邊緣或內(nèi)轉(zhuǎn)角處進(jìn)行測量是不可靠的。

　　e 曲率

　　試件的曲率對測量有影響。這種影響總是隨著曲率半徑的減少明顯地增大。因此，在彎曲試件的表面上測量是不可靠的。

　　f 試件的變形

　　測頭會(huì)使軟覆蓋層試件變形，因此在這些試件上測出可靠的數(shù)據(jù)。

　　g 表面粗糙度

　　基體金屬和覆蓋層的表面粗糙程度對測量有影響。粗糙程度增大，影響增大。粗糙表面會(huì)引起系統(tǒng)誤差和偶然誤差，每次測量時(shí)，在不同位置上應(yīng)增加測量的次數(shù)，以克服這種偶然誤差。如果基體金屬粗糙，還必須在未涂覆的粗糙度相類似的基體金屬試件上取幾個(gè)位置校對儀器的零點(diǎn)；或用對基體金屬?zèng)]有腐蝕的溶液溶解除去覆蓋層后，再校對儀器的零點(diǎn)。

　　g 磁場

　　周圍各種電氣設(shè)備所產(chǎn)生的強(qiáng)磁場，會(huì)嚴(yán)重地干擾磁性法測厚工作。

　　h 附著物質(zhì)

　　本儀器對那些妨礙測頭與覆蓋層表面緊密接觸的附著物質(zhì)敏感，因此，必須清除附著物質(zhì)，以保證儀器測頭和被測試件表面直接接觸。

　　i 測頭壓力

　　測頭置于試件上所施加的壓力大小會(huì)影響測量的讀數(shù)，因此，要保持壓力恒定。

　　j 測頭的取向

　　測頭的放置方式對測量有影響。在測量中，應(yīng)當(dāng)使測頭與試樣表面保持垂直。

　　2．使用儀器時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守的規(guī)定

　　a 基體金屬特性

　　對于磁性方法，標(biāo)準(zhǔn)片的基體金屬的磁性和表面粗糙度，應(yīng)當(dāng)與試件基體金屬的磁性和表面粗糙度相似。

　　對于渦流方法，標(biāo)準(zhǔn)片基體金屬的電性質(zhì)，應(yīng)當(dāng)與試件基體金屬的電性質(zhì)相似。

　　b 基體金屬厚度

　　檢查基體金屬厚度是否超過臨界厚度，如果沒有，可采用3.3中的某種方法進(jìn)行校準(zhǔn)。

　　c 邊緣效應(yīng)

　　不應(yīng)在緊靠試件的突變處，如邊緣、洞和內(nèi)轉(zhuǎn)角等處進(jìn)行測量。

　　d 曲率

　　不應(yīng)在試件的彎曲表面上測量。

　　e 讀數(shù)次數(shù)

　　通常由于儀器的每次讀數(shù)并不*相同，因此必須在每一測量面積內(nèi)取幾個(gè)讀數(shù)。覆蓋層厚度的局部差異，也要求在任一給定的面積內(nèi)進(jìn)行多次測量，表面粗造時(shí)更應(yīng)如此。

　　f 表面清潔度

　　測量前，應(yīng)清除表面上的任何附著物質(zhì)，如塵土、油脂及腐蝕產(chǎn)物等，但不要除去任何覆蓋層物質(zhì)

　　涂層測厚儀中F，N以及FN的區(qū)別：

　　F代表ferrous 鐵磁性基體，F型的涂層測厚儀采用電磁感應(yīng)原理， 來測量鋼、鐵等鐵磁質(zhì)金屬基體上的非鐵磁性涂層、鍍層，例如：漆、粉末、塑料、橡膠、合成材料、磷化層、鉻、鋅、鉛、鋁、錫、鎘、瓷、琺瑯、氧化層等。

　　N代表Non- ferrous非鐵磁性基體，N型的涂層測厚儀采用電渦流原理；來測量用渦流傳感器測量銅、鋁、鋅、錫等基體上的琺瑯、橡膠、油漆、塑料層等。

　　FN型的涂層測厚儀既采用電磁感應(yīng)原理，又采用采用電渦流原理，是F型和N型的二合一型涂層測厚儀。用途見上。如CM8825F是指只有一個(gè)F探頭的磁性測厚儀；

　　CM8826FN是指帶有兩個(gè)探頭的磁性和渦流兩用型二合一涂層測厚儀。

　　產(chǎn)品型號： CM-8826 

　　CM8826（分體化傳感器涂層測厚儀）

　　功能： 測量導(dǎo)磁物體上的非導(dǎo)磁涂層和非磁性金屬基體上的非導(dǎo)電覆蓋層的厚度

　　測量方法：F 磁感應(yīng) NF 渦流

　　測量范圍：0-1250um/0-50mil （標(biāo)準(zhǔn)量程）

　　zui小曲面:F: 凸 1.5mm/ 凹 25mm N: 凸 3mm/ 凹 50mm

　　分辨率：0.1/1

　　zui小測量面積：6mm

　　zui薄基底：0.3mm

　　自動(dòng)關(guān)機(jī)

　　使用環(huán)境：溫度：0-40℃ 濕度：10-90%RH

　　準(zhǔn)確度：±（1-3%n）或±2um

　　公制/英制：可選擇

　　電源：4節(jié)7號電池

　　電池電壓指示：低電壓提示

　　外形尺寸：126X65X27mm

　　重量：81g（不含電池）

　　可選附件:（點(diǎn)擊鏈接）

　　1RS-232 或聯(lián)機(jī)線及軟件

　　2. 可定制量程（大量程傳感器）可選:0-200um to 18000um

　　應(yīng)用：用磁性傳感器測量鋼、鐵等鐵磁質(zhì)金屬基體上的非鐵磁性涂層、鍍層，例如：漆、粉末、塑料、橡膠、合成材料、磷化層、鉻、鋅、鉛、鋁、錫、鎘、瓷、琺瑯、氧化層等。用渦流傳感器測量銅、鋁、鋅、錫等基體上的琺瑯、橡膠、油漆、塑料層等。廣泛用于業(yè)、金屬加工業(yè)、化工業(yè)、商檢等檢測領(lǐng)域。

　　涂層測厚儀在測量物體時(shí),除測量方法外,還會(huì)有其他因數(shù)會(huì)導(dǎo)致測量結(jié)果有所偏差,具體影響因數(shù)請看下表.

　　測量方式法 

　　 磁性測量 

　　 渦流測量 

基體金屬磁性質(zhì) 

基體金屬電性質(zhì) 　　 

邊緣效應(yīng)  　 

曲率 

試件粗糙度 

磁場 

附著物質(zhì) 

測頭壓力 

測頭取向 

基體金屬厚度 

試件的形狀 

　　涂層測儀除了可以測量磁性金屬基體和非磁性基體上的涂層,亦可以測量金屬電鍍的鍍層測厚儀,因此,涂層測厚儀,通常也稱為涂鍍層測厚儀.

　　磁性涂層測厚技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和檢定規(guī)程

　　標(biāo)準(zhǔn)：

　　國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4956-2003《磁性基體上非磁性覆蓋層厚度測量磁性法》

　　標(biāo)準(zhǔn)ISO 2178-1982

　　檢定規(guī)程：

　　JJG818-2005 《磁性、電渦流式覆層厚度測量儀》

　　 哪些金屬是磁性金屬？哪些金屬是非磁性金屬？

　　磁性金屬只有三類

　　1. 鋼鐵

　　2. 鎳金屬

　　3.部分不銹鋼（馬氏體或鐵素體型：如404B，430、420、410等）

　　除了上述三種金屬外的其他金屬均為非磁性金屬，如銅、錫、鉛、及奧氏體型不銹鋼（如404B，430、420、410）

　　哪類不銹鋼是磁性？哪類是非磁性？

　　人們常以為磁鐵吸附不銹鋼材，驗(yàn)證其優(yōu)劣和真?zhèn)?，不吸無磁，認(rèn)為是好的，貨真價(jià)實(shí)；吸者有磁性，則認(rèn)為是冒牌假貨。其實(shí)，這是一種極其片面的、不切實(shí)的錯(cuò)誤的辨別方法。 

　　不銹鋼的種類繁多，常溫下按組織結(jié)構(gòu)可分為幾類： 

　　1．奧氏體型：如304、321、316、310等； 是無磁或弱磁性

　　2．馬氏體或鐵素體型：如404B，430、420、410等；是有磁性的。

　　通常用作裝飾管板的不銹鋼多數(shù)是奧氏體型的304材質(zhì)，一般來講是無磁或弱磁的，但因冶煉造成化學(xué)成分波動(dòng)或加工狀態(tài)不同也可能出現(xiàn)磁性，但這不能認(rèn)為是冒牌或不合格，這是什么原因呢？ 

　　上面提到奧氏體是無磁或弱磁性，而馬氏體或鐵素體是帶磁性的，由于冶煉時(shí)成分偏析或熱處理不當(dāng)，會(huì)造成奧氏體304不銹鋼中少量馬氏體或鐵素體組織。這樣，304不銹鋼中就會(huì)帶有微弱的磁性。 

　　另外，304不銹鋼經(jīng)過冷加工，組織結(jié)構(gòu)也會(huì)向馬氏體轉(zhuǎn)化，冷加工變形度越大，馬氏體轉(zhuǎn)化越多，鋼的磁性也越大。如同一批號的鋼帶，Φ76管，無明顯磁感，Φ9.5管。因泠彎變形較大磁感就明顯一些，方矩形管因變形量比圓管大，特別是折角部分，變形更激烈磁性更明顯。 

　　要想*消除上述原因造成的304鋼的磁性，可通過高溫固溶處理開恢復(fù)穩(wěn)定奧氏體組織，從而消去磁性。 

　　特別要提出的是，因上面原因造成的304不銹鋼的磁性，與其他材質(zhì)的不銹鋼，如430、碳鋼的磁性*不是同一級別的，也就是說304鋼的磁性始終顯示的是弱磁性。 

　　這就告訴我們，如果不銹鋼帶弱磁性或*不帶磁性，應(yīng)判別為304或316材質(zhì)；如果與碳鋼的磁性一樣，顯示出強(qiáng)磁性，因判別為不是304材