Elcometer干膜厚度测量指南--电子涂层测厚仪

一种使用电子电路和磁感应将参考信号转换为涂层厚度读数的电子仪器。它还使用霍尔效应或涡流或两者的原理,或磁性和涡流原理的组合。

电子涂层测厚仪可用于测量金属基材上的涂层厚度。常用的技术是电磁感应和涡流。电磁感应法用于磁性基材,例如黑色金属材料,而当基材是有色金属时采用涡流法。

电磁感应 

当磁铁移动到线圈中时,就会产生电压。这个过程叫做归纳法。当磁体再次移出线圈时,感应电压的方向就颠倒了。这种交变磁场被用来测量涂层的厚度。绕在磁芯上的细丝线圈用来产生磁场。另一个线圈检测磁通量的变化。

磁探头表面的磁通量随着它靠近钢表面而变化。与钢基体的距离会影响探头表面的磁通量大小。因此,通过测量磁通量,可以确定涂层厚度。

涡流

在涡流原理的情况下,单线圈探头与相对高频的信号(几兆赫兹)一起使用,以在涂层下的有色金属中产生交变场。该场导致涡流在基板中循环,而基板又具有磁场。这些场会影响探头并导致线圈电阻抗发生变化。这些变化取决于涂层厚度。
振幅敏感涡流方法用于测量非磁性金属基材上的非导电涂层。相敏涡流法(相移)用于测量金属或非金属基材上的非磁性涂层。如果涂层是涂漆的金属涂层或需要非接触式测量,则尤其如此。
技术的进一步发展使仪器能够结合技术,这样它们就可以在黑色和有色金属基板上精确测量,并自动切换以促进变化。比如Elcometer456

电子仪表的优点是令人难以置信的准确性。Elcometer456等仪表的精度可达 +/- 2.5 µm 或 1-3%(以较大者为准),每分钟可读取多达 70 个读数。很少有量规比这更精确,但Elcometer355,例如,使用相同的测量方法,精确到 +/- 1 µm。当然,精度仅与校准一样好。
 
使用电磁感应和涡流这两种测量原理的仪表应注意的一点是边缘效应。磁力线在基板边缘周围流动的方式与它们流过材料主体的方式有很大不同。因此,边缘处的读数将不同于基板主体中的读数。出于这个原因,易高每个探头都有一个最小样品直径,其中一半(半径)是探头必须与边缘的距离才能获得正确的读数。

使用电磁感应和涡流这两种测量原理的仪表应该注意的一点是边缘效应。磁通线在基材边缘的流动方式与它们在材料本体中的流动方式有显著不同。因此,边缘处的读数将与基板主体处的读数不同。出于这个原因,易高每个探头都有一个最小的样本直径,其中的一半(半径)给出了探针到边缘的距离,以获得正确的读数。

X射线荧光

涂层和基材材料都产生 X 射线荧光辐射,但基材发出的辐射会因涂层而损失能量(衰减)。涂层的各种特性将决定 X 射线荧光辐射损失多少能量,尤其是涂层厚度。因此,二次排放与涂层厚度之间存在联系。

霍尔效应

霍尔效应测量原理是对磁感应技术的改进。霍尔效应测量方法主要用于测量非磁性基板上镀镍的厚度。镀镍具有轻微的磁性,随着镍镀层变厚,镍镀层的磁性会增加。可以使用探头中的霍尔效应传感器计算镍涂层中的磁性强度。

霍尔效应传感器是一种特殊的半导体,当电流通过它时,它会对出现在其表面的磁场变化做出响应,因此可以确定涂层的厚度。

超声波

使用基本测量方法,可以测量非金属基材上的涂层。涂层被视为基材,并进行简单的材料厚度测量,即涂层厚度。


β射线反向散射

一束 β 粒子通过小孔被引导到涂层组件上,其中一些粒子从涂层反射(反向散射)穿过小孔,穿透盖革穆勒管的窗口。

管中的惰性气体(通常是氦气或氩气)电离,导致管电极放电。这会产生一个脉冲,由电子计数器计数,然后转换为涂层厚度。如果涂层厚度增加,则反向散射率增加。β 粒子散射速率的变化是涂层厚度的量度。

该方法用于测量电子元件上的金、银和锡;卫浴设备上的装饰镀层和陶瓷和玻璃上的气相沉积涂层。也可以使用此方法测量金属上的油或润滑剂涂层。


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