Nguyên lý phân loại và đo lường của máy đo độ dày lớp phủ
1, Nguyên lý đo lực hút từ và máy đo độ dày
Lực hút giữa nam châm (đầu dò) và thép dẫn từ tính tỷ lệ thuận với khoảng cách giữa hai vật đó là độ dày của lớp phủ. Sử dụng nguyên lý này để chế tạo máy đo độ dày, chỉ cần chênh lệch độ thấm giữa lớp phủ và lớp nền đủ lớn thì có thể đo được. Cho rằng hầu hết các sản phẩm công nghiệp được hình thành bằng cách dập thép kết cấu và thép tấm cán nóng và cán nguội, máy đo độ dày từ tính được sử dụng rộng rãi nhất. Cấu trúc cơ bản của máy đo độ dày bao gồm thép từ tính, lò xo rơle, thước đo và cơ cấu tự dừng. Sau khi thép từ tính bị hút vào vật đo, lò xo đo sẽ dần dài ra phía sau nó và lực kéo tăng dần. Khi lực kéo chỉ lớn hơn lực hút, độ dày lớp phủ có thể thu được bằng cách ghi lại độ lớn của lực kéo tại thời điểm thép từ tính tách ra. Sản phẩm mới có thể tự động hoàn tất quá trình ghi này. Các mô hình khác nhau có phạm vi và ứng dụng khác nhau.
Đặc điểm của thiết bị này là vận hành đơn giản, độ bền cao, không cần nguồn điện, không cần hiệu chuẩn trước khi đo và giá thành thấp. Nó rất thích hợp cho việc kiểm soát chất lượng tại chỗ trong xưởng.
2, Nguyên lý đo cảm ứng từ
Khi sử dụng nguyên lý cảm ứng từ, độ dày của lớp phủ được đo bằng độ lớn của từ thông truyền vào chất nền sắt từ từ đầu dò thông qua lớp phủ không sắt từ. Điện trở từ tương ứng cũng có thể được đo để biểu thị độ dày lớp phủ của nó. Lớp phủ càng dày thì điện trở từ càng lớn và từ thông càng nhỏ. Về nguyên tắc, máy đo độ dày sử dụng nguyên lý cảm ứng từ có thể có độ dày lớp phủ không từ tính trên đế từ tính. Nói chung, độ thấm của chất nền cần phải trên 500. Nếu vật liệu phủ cũng có từ tính thì đòi hỏi phải có độ chênh lệch đủ lớn về độ thấm so với nền (chẳng hạn như lớp mạ niken trên thép). Khi đầu dò quấn quanh cuộn dây trên lõi mềm được đặt trên mẫu đã kiểm tra, thiết bị sẽ tự động xuất dòng điện hoặc tín hiệu kiểm tra. Các sản phẩm ban đầu sử dụng máy đo loại con trỏ để đo độ lớn của lực điện động cảm ứng và thiết bị này khuếch đại tín hiệu để biểu thị độ dày của lớp phủ. Trong những năm gần đây, thiết kế mạch đã giới thiệu các công nghệ mới như ổn định tần số, khóa pha và bù nhiệt độ, sử dụng điện trở từ để điều chế tín hiệu đo. Mạch tích hợp được thiết kế và giới thiệu máy vi tính đã cải thiện đáng kể độ chính xác và khả năng tái tạo của phép đo (gần như một bậc độ lớn). Máy đo độ dày cảm ứng từ hiện đại với độ phân giải lên đến máy đo độ dày cảm ứng từ_ Nguyên lý đo dòng điện xoáy_ Nguyên lý đo lực hút từ và máy đo độ dày_ Máy đo độ dày dựa trên nguyên lý dòng xoáy dòng điện đạt 0,1um, với sai số cho phép là 1% và phạm vi đo là 10 mm.
Máy đo độ dày nguyên lý từ tính có thể được sử dụng để đo lớp sơn trên bề mặt thép, lớp bảo vệ bằng sứ và men, lớp phủ nhựa và cao su, các lớp phủ mạ điện kim loại màu khác nhau bao gồm crom niken, cũng như các lớp phủ chống ăn mòn khác nhau. lớp phủ chống ăn mòn cho các ngành công nghiệp hóa chất và dầu khí.
3, Nguyên lý đo dòng điện xoáy
Tín hiệu AC tần số cao tạo ra trường điện từ trong cuộn dây đầu dò và khi đầu dò gần dây dẫn, dòng điện xoáy sẽ hình thành bên trong nó. Đầu dò càng gần chất nền dẫn điện thì dòng điện xoáy và trở kháng phản xạ càng lớn. Hành động phản hồi này thể hiện khoảng cách giữa đầu dò và chất nền dẫn điện, tức là độ dày của lớp phủ không dẫn điện trên chất nền dẫn điện. Do phép đo chuyên dụng về độ dày lớp phủ trên nền kim loại không sắt từ nên loại đầu dò này thường được gọi là đầu dò không từ tính. Đầu dò không từ tính sử dụng vật liệu tần số cao làm lõi cuộn dây, chẳng hạn như hợp kim niken bạch kim hoặc các vật liệu mới khác. So với nguyên lý cảm ứng từ, điểm khác biệt chính là đầu dò khác nhau, tần số của tín hiệu khác nhau và mối quan hệ kích thước và tỷ lệ của tín hiệu cũng khác nhau. Giống như máy đo độ dày cảm ứng từ, máy đo độ dày dòng điện xoáy cũng đạt được độ phân giải 0.1um, sai số cho phép là 1% và phạm vi mức cao là 10 mm.
Máy đo độ dày sử dụng nguyên lý dòng điện xoáy có thể đo lớp phủ không dẫn điện trên tất cả các vật liệu dẫn điện, chẳng hạn như sơn, lớp phủ nhựa và màng oxit anốt trên bề mặt của máy bay vũ trụ, xe cộ, thiết bị gia dụng, cửa và cửa sổ hợp kim nhôm, v.v. sản phẩm nhôm. Vật liệu phủ có độ dẫn điện nhất định, cũng có thể được đo thông qua hiệu chuẩn, nhưng tỷ lệ độ dẫn điện giữa hai vật liệu này phải khác nhau ít nhất 3-5 lần (chẳng hạn như mạ crom trên đồng). Mặc dù nền thép cũng là vật liệu dẫn điện nhưng nguyên lý từ tính vẫn phù hợp hơn để đo các nhiệm vụ như vậy
