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0 引言
随着制造业、加工业、化工业等检测领域对材料保护专业的要求越来越高,便携式涂层测厚仪的技术水平也在飞速发展,能快速、无损、精密的对涂层、镀层厚度进行准确测量。由于其对基体材质和涂层材质有严格的要求,市场上出现了各种原理的涂层测厚仪,常见的电涡流式、磁阻式和超声波涂层测厚仪。本文通过对磁阻式涂层测厚仪原理的分析,并结合近几年来校准的经验,简要说明了在计量检测中,基体材质对磁阻式涂层测厚仪检测结果的影响。
1 磁阻法涂层测厚仪原理
随着制造业、加工业、化工业等检测领域对材料保护专业的要求越来越高,便携式涂层测厚仪的技术水平也在飞速发展,能快速、无损、精密的对涂层、镀层厚度进行准确测量。由于其对基体材质和涂层材质有严格的要求,市场上出现了各种原理的涂层测厚仪,常见的电涡流式、磁阻式和超声波涂层测厚仪。本文通过对磁阻法涂层测厚仪原理的分析,并结合近几年来校准的经验,简要说明了在计量检测中,基体材质对磁阻式涂层测厚仪检测结果的影响。
磁阻法涂层测厚仪采用磁感应原理测量,原理主要是利用了不同材质之间的磁阻区别。利用探头测定与涂层厚度对应的磁阻大小,来表示其厚度。涂层越厚,则磁阻越大,磁通越小。
图1
磁阻式涂层测厚仪原理介绍1
磁阻式涂层测厚仪技术公式
2 不同基体材质对于检测结果的影响
由上面的检测原理方法可知,在检测涂层厚度时,实际上已经假设了探头的磁阻以及基体的磁阻为已知量,然后求出涂层厚度与振荡电路的频率的函数关系,保存在单片机中。检测时就按照以求得的函数关系计算出涂层厚度。
但是,本人在日常磁阻法涂层测厚仪校准标定过程中发现,有很多磁阻法涂层测厚仪在不同的基体上检测,其准确度有很大的差别。在使用厂家制定的基体上测量时,结果相对准确;而换用其他铁磁材料的基体时,即使按照厂家的校准步骤进行校准,测量结果并不准确。由式(5)可知,厚度和频率的函数关系并非线性关系。而很多厂家的校准方法为单点校准或者是两点校准,这种校准方法常用于校正已知常量不变的情况下,校正函数的系数。而在已知常量变化的情况下,很难正确校正函数系数。
而已知常量的变化主要就是基体材质的不同。目前,常见的铁磁材料包括铸铁、硅钢、镍锌铁氧体、镍铁合金、锰锌铁氧体、坡莫合金等。而这些材料的相对磁导率见表1。
材料的相对磁导率表
很明显,不同的铁磁材料作为基体所测得的涂层厚度必然会有所不同。如果在检测时,使用了一个设计测量为铸铁基体的磁阻法涂层测厚仪,而检测时用镍铁合金材质为基体,那么检测结果很有可能会偏离真实值。
3 结论
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