Klassifizierungs- und Messprinzipien zur Schichtdickenmessung
Im Hinblick auf das Klassifizierungs- und Messprinzip von Schichtdickenmessgeräten sind die Dickenmessgeräte, die die Magnetmethode und die Wirbelstrommethode verwenden, mit zunehmender Weiterentwicklung der Technologie, insbesondere nach der Einführung der Mikrocomputertechnologie in den letzten Jahren, zu Miniatur-, intelligenten und multifunktionalen Messgeräten geworden. funktional, hochpräzise und praktisch. Ein Schritt vorwärts in die Richtung. Die Messauflösung hat 0,1 Mikrometer erreicht und die Genauigkeit kann 1 Prozent erreichen, was erheblich verbessert wurde. Es verfügt über einen breiten Anwendungsbereich, einen großen Messbereich, eine einfache Bedienung und einen niedrigen Preis und ist das am weitesten verbreitete Dickenmessgerät in der Industrie und der wissenschaftlichen Forschung. Die zerstörungsfreie Methode zerstört weder die Beschichtung noch das Substrat und die Erkennungsgeschwindigkeit ist hoch, was eine große Anzahl von Erkennungsarbeiten wirtschaftlich machen kann.
Die Schichtdickenmessung ist zu einem wichtigen Bestandteil der Qualitätskontrolle in der verarbeitenden Industrie und Oberflächentechnik geworden und ein unverzichtbares Mittel, um hohe Qualitätsstandards von Produkten zu erfüllen. Um die Produkte zu internationalisieren, gibt es klare Anforderungen an die Dicke der Verkleidung in den Exportgütern und Auslandsprojekten meines Landes.
Zu den Messmethoden für die Beschichtungsdicke gehören hauptsächlich: Keilschneidemethode, optische Schnittmethode, Elektrolysemethode, Dickendifferenzmessmethode, Wägemethode, Röntgenfluoreszenzmethode, -Strahlrückstreumethode, Kapazitätsmethode, magnetische Messmethode und Wirbelstrommessgesetz usw. Unter diesen Methoden sind die ersten fünf zerstörende Prüfungen, die Messmethoden sind umständlich und langsam und die meisten von ihnen eignen sich für die Stichprobenprüfung.
Bei Röntgen- und Röntgenverfahren handelt es sich um berührungslose und zerstörungsfreie Messungen, allerdings sind die Geräte kompliziert und teuer und der Messbereich klein. Aufgrund der radioaktiven Quelle müssen die Strahlenschutzbestimmungen eingehalten werden. Mit der Röntgenmethode können sehr dünne Beschichtungen, Doppelbeschichtungen und Legierungsbeschichtungen gemessen werden. Die -Strahl-Methode eignet sich für die Messung von Beschichtungen und Substraten mit einer Ordnungszahl größer als 3. Die Kapazitätsmethode wird nur zur Messung der Dicke der Isolierschicht eines dünnen Leiters verwendet.
Messprinzipien und Instrumente für Schichtdickenmessgeräte. Klassifizierung und Messprinzipien von Schichtdickenmessgeräten
eins. Messprinzip der magnetischen Anziehung und des Dickenmessgeräts
Die Saugkraft zwischen dem Magneten (Sonde) und dem Magnetstahl ist proportional zum Abstand zwischen beiden, und dieser Abstand ist die Dicke der Ummantelung. Mit diesem Prinzip kann ein Dickenmessgerät gemessen werden, solange der Unterschied zwischen der magnetischen Permeabilität der Beschichtung und dem Grundmaterial groß genug ist. Angesichts der Tatsache, dass die meisten Industrieprodukte aus Baustahl und warmgewalzten kaltgewalzten Stahlplatten gestanzt und geformt werden, werden magnetische Dickenmessgeräte am häufigsten verwendet. Die Grundstruktur des Dickenmessgeräts besteht aus Magnetstahl, Relaisfeder, Skala und Selbststoppmechanismus. Nachdem der magnetische Stahl vom Messobjekt angezogen wurde, wird die Messfeder anschließend allmählich gedehnt und die Zugkraft wird allmählich erhöht. Wenn die Zugkraft gerade größer als die Saugkraft ist, kann die Dicke der Beschichtung ermittelt werden, indem die Zugkraft zum Zeitpunkt der Ablösung des Magnetstahls aufgezeichnet wird. Neuere Produkte können diesen Aufnahmevorgang automatisieren. Verschiedene Modelle haben unterschiedliche Reichweiten und anwendbare Anlässe.
Dieses Instrument zeichnet sich durch einfache Bedienung, Langlebigkeit, keine Stromversorgung, keine Kalibrierung vor der Messung und einen niedrigen Preis aus. Es eignet sich sehr gut für die Qualitätskontrolle vor Ort in Werkstätten.
zwei. Messprinzip der magnetischen Induktion
Wenn das Prinzip der magnetischen Induktion verwendet wird, wird die Dicke der Beschichtung anhand der Stärke des magnetischen Flusses gemessen, der von der Sonde durch die nichtferromagnetische Beschichtung in das ferromagnetische Substrat fließt. Die Größe des entsprechenden Magnetowiderstands kann ebenfalls gemessen werden, um die Dicke der Beschichtung anzuzeigen. Je dicker die Beschichtung, desto größer der Widerstand und desto kleiner der Fluss. Das Dickenmessgerät nach dem Prinzip der magnetischen Induktion kann grundsätzlich die Dicke der nichtmagnetischen Beschichtung auf dem magnetischen Substrat aufweisen. Im Allgemeinen muss die magnetische Permeabilität des Substrats über 500 liegen. Ist das Mantelmaterial ebenfalls magnetisch, ist ein ausreichend großer Permeabilitätsunterschied zum Grundmaterial erforderlich (z. B. Vernickeln auf Stahl). Wenn die Sonde mit der um den weichen Kern gewickelten Spule auf der zu prüfenden Probe platziert wird, gibt das Instrument automatisch den Prüfstrom oder das Prüfsignal aus. Die frühen Produkte nutzten einen Zeiger zur Messung der Stärke der induzierten elektromotorischen Kraft, und das Instrument verstärkte das Signal, um die Dicke der Beschichtung anzuzeigen. In den letzten Jahren wurden im Schaltungsdesign neue Technologien wie Frequenzstabilisierung, Phasenverriegelung und Temperaturkompensation eingeführt und magnetischer Widerstand zur Modulation von Messsignalen genutzt. Außerdem wird der neu entwickelte integrierte Schaltkreis übernommen und der Mikrocomputer eingeführt, sodass die Messgenauigkeit und Reproduzierbarkeit erheblich verbessert wurden (fast um eine Größenordnung). Das moderne Dickenmessgerät mit magnetischer Induktion hat eine Auflösung von bis zu 0,1 µm, einen zulässigen Fehler von 1 Prozent und einen Bereich von 10 mm.
Das Dickenmessgerät mit magnetischem Prinzip kann zum Messen der Farbschicht auf der Stahloberfläche, Porzellan, Emaille-Schutzschicht, Kunststoff, Gummibeschichtung, verschiedenen Nichteisenmetallüberzugsschichten, einschließlich Nickel-Chrom, und verschiedenen Korrosionsschutzbeschichtungen für die chemische Ölindustrie verwendet werden .
drei. Wirbelstrom-Messprinzip
Das hochfrequente Wechselstromsignal erzeugt in der Sondenspule ein elektromagnetisches Feld, und wenn sich die Sonde in der Nähe des Leiters befindet, bilden sich darin Wirbelströme. Je näher die Sonde am leitfähigen Substrat ist, desto größer ist der Wirbelstrom und desto größer ist die Reflexionsimpedanz. Diese Rückkopplungsmenge charakterisiert den Abstand zwischen der Sonde und dem leitenden Substrat, d. h. die Dicke der nicht leitenden Beschichtung auf dem leitenden Substrat. Da dieser Sondentyp zur Messung der Dicke von Beschichtungen auf nicht ferromagnetischen Metallsubstraten konzipiert ist, wird er oft als nichtmagnetische Sonde bezeichnet. Nichtmagnetische Sonden verwenden Hochfrequenzmaterialien als Spulenkerne, beispielsweise Platin-Nickel-Legierungen oder andere neue Materialien. Im Vergleich zum Prinzip der magnetischen Induktion besteht der Hauptunterschied darin, dass die Sonde unterschiedlich ist, die Frequenz des Signals unterschiedlich ist und die Größe und das Skalenverhältnis des Signals unterschiedlich sind. Wie das Dickenmessgerät mit magnetischer Induktion hat auch das Wirbelstrom-Dickenmessgerät eine hohe Auflösung von 0,1 um, einen zulässigen Fehler von 1 Prozent und einen Bereich von 10 mm erreicht.
Das Dickenmessgerät nach dem Wirbelstromprinzip kann im Prinzip die nichtleitende Beschichtung auf allen elektrischen Leitern messen, wie z. B. der Oberfläche von Luft- und Raumfahrtfahrzeugen, Fahrzeugen, Haushaltsgeräten, Türen und Fenstern aus Aluminiumlegierung und anderen Oberflächenfarben von Aluminiumprodukten sowie Kunststoffbeschichtungen und eloxierter Film. Das Mantelmaterial weist eine bestimmte Leitfähigkeit auf und kann auch durch Kalibrierung gemessen werden. Das Verhältnis der Leitfähigkeit der beiden muss jedoch mindestens 3-5-mal unterschiedlich sein (z. B. Verchromung auf Kupfer). Obwohl das Stahlsubstrat auch ein Leiter ist, ist es für diese Art von Aufgabe besser geeignet, das magnetische Prinzip zu nutzen.
