電磁/電渦流測厚原理及測厚儀

由材料表面保護和裝飾形成的覆蓋層，如涂層、電鍍、覆層、粘貼、化學生成的薄膜等，在相關國家和國際標準中稱為涂層。
涂層測厚已成為加工業(yè)和表面工程質(zhì)量檢驗的重要組成部分，是產(chǎn)品達到優(yōu)良質(zhì)量標準不可或缺的手段。為使產(chǎn)品國際化，我國出口商品及涉外項目對涂層厚度有明確要求。
涂層厚度的測量方法主要有：楔形切割法、截光法、電解法、厚度差測量法、稱重法、X射線熒光法、β射線背散射法、電容法、磁測量法和渦流測量法方法等。這些方法中的前五種是破壞性測試。測量方法繁瑣、速度慢，多適用于抽樣檢驗。
X射線和β射線法是非接觸、無損測量，但設備復雜、價格昂貴，測量范圍小。由于存在放射源，用戶必須遵守輻射防護規(guī)定。 X射線法可以測量極薄的鍍層、雙層鍍層和合金鍍層。 β射線法適用于原子序數(shù)大于3的涂層和基材的測量。電容法僅用于測量細導體絕緣涂層的厚度。
隨著科技的不斷進步，特別是近年來引入微機技術后，采用磁法和渦流法的測厚儀已向小型化、智能化、多功能化、高精度、實用化邁進了一步。測量分辨率達到0.1微米，精度可達1%，大大提高。它應用范圍廣，測量范圍廣，操作方便，價格低廉，是工業(yè)和科研中應用*廣泛的測厚儀器。
采用非破壞性方法既不破壞涂層也不破壞基材，檢測速度快，可以經(jīng)濟地進行大量的檢測工作。
測量原理及儀器
一。磁吸測量原理及測厚儀
*磁鐵（探頭）與導磁鋼之間的吸引力大小與兩者之間的距離成正比，即涂層的厚度。利用這個原理制作測厚儀，只要涂層與基材的滲透率差異足夠大，就可以進行測量。鑒于大多數(shù)工業(yè)產(chǎn)品是由結構鋼和熱軋冷軋鋼板沖壓成型，磁測厚儀被廣泛使用。測厚儀的基本結構由磁鋼、繼電器彈簧、尺子和自停機構組成。磁鋼吸附到被測物體上后，測量彈簧逐漸拉長，拉力逐漸增大。當拉力剛好大于吸力時，通過記錄磁體分離瞬間的拉力就可以得到涂層的厚度。新產(chǎn)品這個記錄過程可以自動完成。不同的型號有不同的范圍和適用的場合。
該儀器具有操作簡便、堅固耐用、無需電源、測量前無需校準、價格低廉等特點，非常適合車間現(xiàn)場質(zhì)量控制。
二。磁感應測量原理
當利用磁感應原理時，涂層的厚度是通過從探頭流過非鐵磁性涂層并流入鐵磁性基體的磁通量的大小來衡量的。還可以通過測量相應磁阻的大小來指示涂層的厚度。涂層越厚，磁阻越大，磁通量越小。利用磁感應原理的測厚儀，原則上可以測量磁性基體上非磁性涂層的厚度。一般要求基材的磁導率在500以上。如果鍍層材料也是磁性的，則要求磁導率與基材的差異足夠大（如鋼上鍍鎳）。當軟芯上帶有線圈的探頭放在被測樣品上時，儀器自動輸出測試電流或測試信號。早期的產(chǎn)品使用指針式儀表來測量感應電動勢的大小。儀器將信號放大，然后指示涂層的厚度。近年來，電路設計引入了穩(wěn)頻、鎖相、溫度補償?shù)刃录夹g，利用磁阻對測量信號進行調(diào)制。它還采用了設計的集成電路并引入了微機，大大提高了測量精度和重現(xiàn)性（幾乎達到一個數(shù)量級）?，F(xiàn)代磁感應測厚儀的分辨率為0.1um，允許誤差為1%，測量范圍為10mm。
磁原理測厚儀可用于測量鋼鐵、瓷器、搪瓷保護層、塑料、橡膠涂層、鎳、鉻等各種有色金屬電鍍層，以及各種化學、石油工業(yè)。涂層。
三。渦流測量原理
高頻交流信號在探頭線圈中產(chǎn)生電磁場。當探頭靠近導體時，在其中形成渦流。探頭離導電襯底越近，渦流越大，反射阻抗越大。這種反饋作用代表了探頭與導電基體之間的距離，即導電基體上非導電涂層的厚度。由于這類探頭專門測量非鐵磁性金屬基體上的涂層厚度，所以通常稱為非磁性探頭。非磁性探頭采用高頻材料作為線圈芯，如鉑鎳合金或其他新材料。與磁感應原理相比，主要區(qū)別在于探頭不同，信號的頻率不同，信號的大小和尺度不同。與磁感應測厚儀一樣，渦流測厚儀分辨率為0.1um，允許誤差為1%。高水平測量范圍10mm。
測厚儀采用渦流原理，原則上可以測量所有導體上的非導電涂層，如航天飛機、車輛、家電、鋁合金門窗等鋁制品表面油漆，塑料涂層和陽極氧化膜。鍍層材料具有一定的導電性，也可以通過校準來測量，但要求兩者的導電性之比至少相差3-5倍（如銅鍍鉻）。雖然鋼基體也是一種電導體，但對于此類任務，使用磁測量原理更為合適。