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磁吸力测量原理及测厚仪
磁吸力测量是磁性测量法的一种，利用2 种磁性材料之间吸力大小与距离成一定比例关系的原理制成。利用这一原理制成测厚仪，只要涂层与基材之间的导磁率之差足够大，就可以进行测量。如图1 所示，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，而这个距离就是涂层的厚度。涂层越薄，磁引力就越大，永久磁体的位移也就越大；涂层越厚，磁引力就越小，永久磁体的位移也就越小。由于大多数工业品采用了具有导磁性的钢材，所以磁性测厚仪应用十分广泛。磁吸力测厚仪的基本结构由永久磁铁、弹簧、标尺及自停机构组成。磁铁与被测物吸合后，将测量弹簧在其后逐渐拉长，拉力逐渐增大。当拉力刚好大于吸力，磁铁脱离的一瞬间记录下拉力的大小即可获得涂层的厚度。新型的磁吸力测厚仪可以自动完成这一记录过程，不同的型号有不同的量程与适用场合，且该种仪器操作简便、坚固耐用、不用电源，测量前无须校准，价格也较低，因此很适合车间做现场质量控制。
磁性测厚仪检测原理
图1 磁性测厚仪检测原理
磁感应测量原理及磁性测厚仪
磁感应测量也是一种磁性测量，其原理是非磁性材料磁阻与其厚度成一定比例关系，根据从测头经过非铁磁涂层而流入铁磁基体的磁通大小来测定涂层厚度，也可以通过测定与之对应的磁阻大小来表示其涂层厚度。如图2 所示，当测头与涂层接触时，测头和磁性金属基体就构成了一个闭合磁路，由于非磁性涂层的存在，使磁路磁阻变化，通过测量其变化就可以导出涂层的厚度。涂层越厚，则磁阻越大，磁通就越小。利用磁感应原理的测厚仪，一般要求基材导磁率在500 以上。如果涂层的材料也有磁性，则要求与基材的导磁率之差足够大（比如钢铁表面上的镍镀层）。把软芯上绕着线圈的测头放在被测涂层上时，仪器自动输出测试电流或测试信号。早期的产品采用指针式表头来测量感应电动势的大小，仪器将该信号放大后来指示涂层厚度。近年来的电路设计引入稳频、锁相、温度补偿等新技术，利用磁阻来调制测量信号，还采用了集成电路和引入微机，使测量精度和重现性提高近1个数量级。现代的磁感应测厚仪，分辨率达到0.1 μm，允许误差达到1%，量程达到10 mm。磁性测厚仪可以用来精确测量钢铁表面的油漆层、塑料、橡胶涂层、瓷及搪瓷防护层，还可测量包括镍铬在内的各种有色金属镀层，以及石油化工行业中的各种防腐蚀涂层。
磁感应测量原理
图2 磁感应测量原理
电涡流测量原理及电涡流测厚仪
利用高频交变电流在线圈中产生一个电磁场，将测头与涂层接触时，金属基体上产生电涡流，并对测头中的线圈产生反馈作用，通过测量反馈作用的大小来导出涂层的厚度，其工作原理如图3 所示。测头距离导电基体愈近，则涡流就愈大，反射阻抗也就愈大。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涂层厚度的大小。根据电涡流测量原理制成的测厚仪称为电涡流测厚仪。由于电涡流测厚仪测头专门用于测量非铁磁金属基材上的涂层厚度，因此被称为非磁性测头。
涡流法基本工作原理
图3 涡流法基本工作原理
与磁感应原理比较，电涡流测量的原理在测头、信号的频率、信号的大小、标度关系上都不同。但是，与磁感应测厚仪一样，涡流测厚仪分辨率也达到了0.1μm，允许误差达到1%，量程达到10 mm。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涂层均可测量，如航空航天器、汽车、家电、铝合金门窗及其他铝制品表面的油漆、塑料涂层及阳极氧化膜。对有一定导电性的涂层材料，通过校准同样也可测量，如铜上镀铬，但要求两者的导电率之比至少相差3 ～ 5 倍。虽然钢铁基体也能导电，但钢铁基表面的涂层还是采用磁性原理测量比较合适。
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