Drei Messmethoden des Schichtdickenmessgeräts
1. Prinzip der Magnetkraftmessung und Schichtdickenmessgerät
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.
2. Prinzip der magnetischen Induktionsmessung
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. Wenn das Mantelmaterial ebenfalls magnetisch ist, muss der Permeabilitätsunterschied zum Grundmaterial ausreichend groß sein (z. B. Vernickeln von 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. Frühe Produkte verwendeten einen Zeiger zur Messung der Stärke der induzierten elektromotorischen Kraft, und das Instrument verstärkte das Signal, um die Beschichtungsdicke anzuzeigen. In den letzten Jahren wurden im Schaltungsdesign neue Technologien wie Frequenzstabilisierung, Phasenverriegelung und Temperaturkompensation eingeführt und magnetischer Widerstand zur Modulation von Messsignalen genutzt. Der neu gestaltete integrierte Schaltkreis wird ebenfalls übernommen und der Mikrocomputer wird eingeführt, sodass die Messgenauigkeit und Reproduzierbarkeit erheblich verbessert wurden (fast um eine Größenordnung). Das moderne Dickenmessgerät mit magnetischer Induktion hat eine Auflösung von 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 .
3. Prinzip der Wirbelstrommessung
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 diese Sonden auf die Messung der Dicke von Beschichtungen auf nicht ferromagnetischen Metallsubstraten spezialisiert sind, werden sie oft als nichtmagnetische Sonden 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 Stahlsubstrate auch elektrische Leiter sind, sind magnetische Prinzipien für diese Art von Aufgabe besser geeignet.
