Thận trọng khi sử dụng máy đo độ dày lớp phủ (1)
Máy đo độ dày lớp phủ chủ yếu sử dụng sự thay đổi cường độ từ trường của trường điện từ trên môi trường có độ dày khác nhau để tính giá trị độ dày. Do đó, bất kỳ ảnh hưởng nào đến cường độ từ trường sẽ trực tiếp dẫn đến sai số đo trong các trường hợp sau:
1. Bản thân vật liệu được thử nghiệm có chứa từ tính
Một số vật liệu có từ trường dư trong vật liệu được đo trong quá trình xử lý hoặc các yêu cầu công nghệ nhất định. Do sự phân bố không đồng đều của nó, các lỗi đo dẫn đến cũng không nhất quán và các giá trị đo của một số bộ phận trên cùng một phôi sẽ đột nhiên trở nên lớn hơn hoặc nhỏ hơn.
2. Cấu trúc của vật liệu được thử nghiệm là khác nhau và hình dạng khác nhau
Trên các phôi có cấu trúc khác nhau, sự phân bố từ trường sẽ thay đổi theo các cấu trúc và hình dạng khác nhau, dẫn đến sai số đo lường.
3. Các bộ phận khác nhau của cùng một vật liệu cũng có thể tạo ra những thay đổi trong từ trường. Ví dụ, khu vực cạnh và giữa của vật liệu có sự phân bố từ trường khác nhau, điều này sẽ gây ra lỗi đo lường.
4. Các đặc tính của vật liệu được thử nghiệm là khác nhau và từ thông sẽ khác nhau, đây cũng là một trong những nguyên nhân gây ra lỗi.
Những vấn đề cần chú ý khi sử dụng máy đo độ dày lớp sơn (2)
Do trường điện từ có các dạng phân bố khác nhau trên các cấu trúc bề mặt khác nhau nên dẫn đến sai số của phép đo. Để tránh lỗi do thao tác, vui lòng tuân theo các nguyên tắc sau khi sử dụng:
1. Khi lặp lại phép đo tại cùng một điểm, đầu dò phải cách nhau hơn 10cm mỗi lần và phép đo được lặp lại sau vài giây, để tránh từ hóa đầu dò sẽ ảnh hưởng đến phép đo tiếp theo kết quả;
2. Khi sử dụng, điều chỉnh mặt phẳng về 0 để đo mặt phẳng, điều chỉnh bề mặt lồi về 0 để đo bề mặt lồi và điều chỉnh bề mặt lõm về 0 để đo bề mặt lõm, để tránh sai số đo do đến các cấu trúc khác nhau;
3. Cố gắng sử dụng vật liệu cần đo làm ma trận điều chỉnh điểm 0 để tránh sai số đo do tính thấm từ khác nhau của các vật liệu khác nhau;
4. Cố gắng điều chỉnh về không cùng một phần của vật liệu cần kiểm tra, sau đó đo lại phần đó. Ví dụ, nên thực hiện điều chỉnh điểm không ở cạnh và giữa phôi;
5. Bề mặt được sử dụng để điều chỉnh điểm không phải càng nhẵn càng tốt; độ nhám của bề mặt vật liệu được thử nghiệm có ảnh hưởng lớn đến giá trị đo được, nếu bề mặt không nhẵn, giá trị trung bình phải được lấy theo tình huống;
6. Khi đo, đầu dò phải được giữ vuông góc với bề mặt vật liệu cần đo, nếu không sẽ xảy ra sai số lớn..
1. Nguyên lý đo lực hút từ trường và máy đo độ dày
Lực hút giữa nam châm (đầu dò) và thép dẫn điện tỷ lệ thuận với khoảng cách giữa hai bên, là độ dày của lớp phủ. Sử dụng nguyên tắc này để chế tạo máy đo độ dày, miễn là sự khác biệt giữa độ thấm từ của lớp phủ và chất nền đủ lớn thì có thể đo được. Do hầu hết các sản phẩm công nghiệp được dập và tạo hình bằng thép kết cấu và thép tấm cán nóng và cán nguội, nên máy đo độ dày từ tính được sử dụng rộng rãi nhất. Cấu tạo cơ bản của máy đo độ dày bao gồm thép nhiễm từ, lò xo rơ le, thang đo và cơ cấu tự ngắt. Sau khi nam châm và vật cần đo bị hút, lò xo đo được kéo dài dần và lực kéo tăng dần. Khi lực kéo chỉ lớn hơn lực hút, độ dày của lớp phủ có thể thu được bằng cách ghi lại lực kéo tại thời điểm tách thép từ tính. Các sản phẩm mới hơn tự động hóa quy trình ghi này. Các mô hình khác nhau có phạm vi khác nhau và các dịp áp dụng. Đặc điểm của thiết bị này là dễ vận hành, chắc chắn và bền bỉ, không cần nguồn điện, không cần hiệu chuẩn trước khi đo, giá thành rẻ rất phù hợp cho việc kiểm tra chất lượng tại chỗ trong xưởng.
2. Nguyên tắc đo dòng điện xoáy
Tín hiệu AC tần số cao tạo ra trường điện từ trong cuộn dây của đầu dò và khi đầu dò ở gần dây dẫn, dòng điện xoáy được hình thành trong đó. Đầu dò càng gần chất nền dẫn điện thì dòng điện xoáy càng lớn và trở kháng phản xạ càng lớn. Hành động phản hồi này đặc trưng cho khoảng cách giữa đầu dò và chất nền dẫn điện, nghĩa là độ dày của lớp phủ không dẫn điện trên chất nền dẫn điện. Do các đầu dò này được thiết kế để đo độ dày của lớp phủ trên nền kim loại không có từ tính nên chúng thường được gọi là đầu dò không có từ tính. Đầu dò không từ tính sử dụng vật liệu tần số cao làm lõi cuộn dây, chẳng hạn như hợp kim bạch kim-niken hoặc các vật liệu mới khác. So với nguyên lý cảm ứng từ, sự khác biệt chính là đầu dò khác nhau, tần số tín hiệu khác nhau, kích thước và mối quan hệ 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 cao 0.1um, sai số cho phép là 1 phần trăm và phạm vi 10 mm. Máy đo độ dày sử dụng nguyên lý dòng điện xoáy có thể đo các lớp phủ không dẫn điện trên tất cả các dây dẫn về nguyên tắc, chẳng hạn như sơn trên bề mặt của máy bay hàng không vũ trụ, xe cộ, thiết bị gia dụng, cửa và cửa sổ hợp kim nhôm và các sản phẩm nhôm khác, lớp phủ nhựa và màng Anodized . Vật liệu ốp có độ dẫn điện nhất định, cũng có thể đo được bằng hiệu chuẩn, nhưng tỷ lệ độ dẫn điện của hai loại này bắt buộc phải chênh lệch nhau ít nhất 3-5 lần (chẳng hạn như mạ crôm trên đồng). Mặc dù ma trận thép cũng là một chất dẫn điện, nhưng sẽ phù hợp hơn khi sử dụng nguyên lý từ tính cho các nhiệm vụ như vậy.
3. Nguyên lý đo cảm ứng từ
Khi sử dụng nguyên lý cảm ứng từ, độ dày của lớp phủ được đo bằng kích thước của từ thông chảy vào ma trận sắt từ từ đầu dò qua lớp phủ không sắt từ. Kích thước của từ điện trở tương ứng cũng có thể được đo để thể hiện độ dày của lớp phủ. Lớp phủ càng dày thì từ điện trở càng lớn và từ thông càng nhỏ. Máy đo độ dày sử dụng nguyên lý cảm ứng từ về nguyên tắc có thể có độ dày của lớp phủ dẫn điện không từ tính trên đế dẫn điện từ. Nói chung, độ thấm từ của chất nền bắt buộc phải trên 500. Nếu vật liệu phủ cũng có từ tính, thì sự khác biệt về độ từ thẩm so với vật liệu cơ bản được yêu cầu phải đủ lớn (ví dụ: mạ niken trên thép). Khi đầu dò có cuộn dây trên lõi mềm được đặt trên mẫu cần kiểm tra, thiết bị sẽ tự động xuất tín hiệu kiểm tra hoặc dòng điện kiểm tra. Các sản phẩm ban đầu sử dụng máy đo kiểu con trỏ để đo độ lớn của suất điện động cảm ứng và thiết bị này sẽ khuếch đại tín hiệu rồi cho biết 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, bù nhiệt độ, v.v. và sử dụng từ điện trở để điều chỉnh tín hiệu đo. Mạch tích hợp được thiết kế cũng được sử dụng và máy vi tính được giới thiệu, do đó độ chính xác và khả năng tái tạo của phép đo đã được cải thiện rất nhiều (gần như là một bậc độ lớn). Máy đo độ dày cảm ứng từ hiện đại có độ phân giải 0,1um, sai số cho phép là 1 phần trăm và phạm vi 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 sứ và men, lớp phủ nhựa và cao su, lớp mạ điện của các kim loại màu khác nhau bao gồm niken-crom, và các loại khác nhau lớp phủ chống ăn mòn của các ngành công nghiệp hóa chất và dầu khí.
