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磁感应法测量涂镀层厚度

物理原理及主要影响因素

用磁感应法可以无损地测量涂层厚度。前提是铁磁性的基材,例如钢或铁。另一方面,涂层必须是非磁性的。因此,该方法适用于测量锌和铬等镀层以及油漆层和塑料层。 

测量原理

用于磁感应法测量的探头由一个铁芯和围绕它的励磁线圈组成。低频交流电流过这个线圈(通常在赫兹范围内)。这会在铁芯的磁极周围产生一个交变磁场。

现在,当探针的磁极接近一个可磁化的材料时,例如靠近一个由铁制样品时,铁材会加强交变磁场。测量线圈会将这种磁场的增加记录为电压。而电压的变化量取决于磁极和铁材之间的距离。对于涂层样品,这个距离就对应了涂层的厚度。 

测量过程中需要注意的事项

所有的电磁测量法都是通过比较的方法。也就是将测量信号与存储在设备中的特征曲线进行比较。为了得到正确的结果,特征曲线必须与当前条件相匹配,可通过校准来实现。 

正确的校准才是关键!

影响测量结果的因素包括:基体材料的磁性、样品的形状和表面的粗糙度。此外,操作人员的测量手法也会影响结果。 

材料磁性的影响

磁性表示材料对磁场的适应程度。铁或镍等物质具有高磁性。它们会被磁化并加强磁场。

由于金属及其合金的磁性不同,仪器必须对不同的材料重新校准。 

曲面的影响

实际上,大多数测量误差是由于样品的形状造成的。对于曲面,通过空间的磁场比例是不同的。例如,在平板上校准仪器,在凹面上测量会导致测量结果偏低,而在凸面上测量会导致测量结果偏高。 这种方式造成的误差可能是实际值的数倍! 

小样品或薄样品的影响

如果样品很小或很薄,也会产生类似的效果。 在这种情况下,磁场同样会延伸到样品之外的空间区域,从而影响测量结果。 为避免这些误差,应始终在无涂层的实际工件基材上进行校准。 

粗糙度的影响

对于粗糙表面,测量结果可能会失真,这取决于探针是放置在粗糙轮廓的“谷”还是“峰”上。这样的测量结果差异会很大,建议通过多次重复测量取平均值来得到一个稳定的结果。 一般来说,只有当涂层厚度至少是粗糙度峰值的两倍以上时,在粗糙表面上测量涂层厚度才有意义。 

为了获得更好的精度,Fischer提供了大触点的探头以及双触点探头。这些探头能覆盖粗糙表面,从而减少了测量值的离散性。 

操作人员的影响

最后重要一点,仪器的操作方式也是一个主要的影响因素。确保探头始终垂直接触被测面,且不受外力。为了获得更准确的测量值,还可以借助测量台来使探头自动接触样品。

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