高師傅是一名從事汽修行業(yè)30多年的老工程師了，每次周邊親戚朋友買二手車或者換車，都要找他幫忙看看，這時(shí)候高師傅經(jīng)常會(huì)帶著他的"涂層洲厚儀"出場。因?yàn)樵趯ζ囘M(jìn)行車檢或者是評估汽車的使用狀況時(shí)，需要通過用高精度涂層測厚儀檢測某個(gè)零部件的涂層厚度數(shù)值，再與其他的零部件進(jìn)行比較，結(jié)合其他相關(guān)使用數(shù)據(jù)，就可以確定該零部件是否進(jìn)行過更換，高師傅就經(jīng)常借助涂層測厚儀為親友以及客戶購買二手車提供準(zhǔn)確且人性化的建議。

一般來說原廠油漆因?yàn)槭┕すに噯栴}，厚度均勻，誤差很小。根據(jù)高精度涂層測厚儀的測量結(jié)果，還可以判斷二手車的剮蹭力度，進(jìn)而預(yù)估是否影響使用和安全。利用高精度涂層測厚儀，可以對二手車車況有一個(gè)基本了解，同時(shí)輔助于檢測儀器和保養(yǎng)記錄等。

如今隨著技術(shù)的日益進(jìn)步。 特別是近年來機(jī)器視覺技術(shù)的發(fā)展，人們對表面無瑕疵的物體薄膜要求程度更高，涂層測厚儀也朝著智能化、多功能、高精度進(jìn)步。高精度涂層測厚儀就是在這樣的需求下產(chǎn)生的。

那么，什么是涂層測厚儀?相對于傳統(tǒng)檢測工具來說有什么優(yōu)勢?我們能用它做什么，它如何“工作”的?

什么是涂層測厚儀?

涂層測厚儀(THICKNESSGAUGE)是用來測量材料及物體表面涂層厚度的儀表，用作檢測金屬表面涂層或者鍍層厚度的測厚儀，我們稱之為涂層測厚儀。

涂屏測厚儀可無損地測量磁性金屬基體(如鋼、鐵、合金和硬磁性鋼等)上非磁性涂層的厚度(如鋁、鉻、銅、琺瑯、橡膠、油漆等) 及非磁性金屬基體(如銅、鋁、鋅、錫等)上非金屬覆層的厚度(如:琺瑯、橡膠、油漆、塑料等)

測量原理與方法

無損檢測方法由于是以不損傷產(chǎn)品的性能為前提的檢測方法，通過工作方式的不同又可以分為接觸式和非接觸式

1)接觸式測厚方法

磁性測厚法

基于磁感應(yīng)原理，磁吸力測厚基于永久磁鐵或磁軛(探頭)與鐵磁性材料基本之間的吸力大小與兩者之間的距離成一定比例，該距離可提取為涂層厚度。

碰感應(yīng)原理則是基于利用探頭經(jīng)過非鐵磁性覆層進(jìn)入鐵磁性基體的磁通/磁陽大小來表征器層厚度，通過測量磁通/磁阻變化可計(jì)算覆蓋層的厚度。

此種方法適用導(dǎo)磁材料上的非導(dǎo)磁層厚度測量，測量精度高。

一般要求基體相對導(dǎo)磁率在500以上，比如鋼、鐵、銀、鎳。

渦流測厚法

采用了電渦流原理，在測頭內(nèi)的線圈鐵芯通電后可以發(fā)生高頻磁場，經(jīng)過測頭與被測涂層的金屬基材接觸發(fā)生的渦流大小來反映測頭與基材之間的間隔大小，基于此原理可以找出渦流大小與間隔大小之間的比例關(guān)系，從而求出涂層厚度。

該方法只適用于檢測導(dǎo)電金屬材料或能感生渦流的非金屬材料。

超聲波測厚法

基于超聲波的穿透性，當(dāng)探頭發(fā)射的超聲波脈沖通過被測物體到達(dá)材料分界面時(shí)，脈沖被反射回探頭，通過準(zhǔn)確測量超聲波在材料中傳播的時(shí)間來確定被測材料的厚度。局限在于超聲波在遇到空氣時(shí)會(huì)急劇意減掉，因此通常需要添加超聲耦合劑。

適用多層涂鍍層厚度的測量或是以上兩種方法都無法測量的場合。一般價(jià)格昂貴。

2)非接觸式測厚方法

激光測厚

基于激光的測距功能。在樣品上下表面放置距離為L的激光頭，

通過測量激光頭與樣品上下表面的具體A與B，即可通過計(jì)算得到厚度D=L-A-B。

激光測距法

激光反射測距，L-A-B

這種方法測量精度很高，但是對樣品的表面狀態(tài)有要求，另外得到的是材料的總厚度，對于基底+涂層的組合還需要額外減去基底厚度。

射線測厚

射線具有優(yōu)異的穿透性。主要基于射線穿透被測材料時(shí)，射線的強(qiáng)度的變化與材料的厚度相關(guān)的特性，從而得到材料總厚度。

該方法電離輻射很強(qiáng)，對操作人有傷害，且此種儀器價(jià)格非常昂貴，適用于一些特殊場合。

光學(xué)干涉測厚

發(fā)射一束白光至薄膜表面，通過檢測反射光的干涉條紋得到被測薄膜的厚度。

光學(xué)干涉法

檢測反射光的干涉條紋得到被測薄膜的厚度

這種方法主要適用于光學(xué)透明涂層。

涂層測厚儀分類

根據(jù)儀器測量原理主要分為:

電渦流涂層測厚儀、磁感應(yīng)鍍層測厚儀

涂層測厚儀的優(yōu)勢

零位穩(wěn)定

所有涂層測厚儀測量前都要求校準(zhǔn)零位，可以在隨儀器的校零板或未涂覆的工件上校零，儀器零位的穩(wěn)定是保證測量準(zhǔn)確的前提。一臺好的測厚儀校零后，可以長時(shí)間保持零位不漂移，確保準(zhǔn)確測量。

無需校準(zhǔn)

多數(shù)測厚儀除了校零外,還需要用標(biāo)準(zhǔn)片進(jìn)行調(diào)校測量某一范圍厚度，要用某一范圍的標(biāo)準(zhǔn)片調(diào)校。主要是不能滿足全范圍內(nèi)的線性精度。不僅操作煩瑣,而且也會(huì)因標(biāo)準(zhǔn)片表面粗糙失效，增大系統(tǒng)誤差。

溫度補(bǔ)償

涂覆層厚度的測量受溫度影響非常大。同一工件在不同溫度下測量會(huì)得出很大的誤差。所以好的測厚儀應(yīng)該具備理想的溫度補(bǔ)償技術(shù)，以保證不同溫度下的測量精度。

測厚儀的影響因素

基體金屬特性

對于磁性方法，標(biāo)準(zhǔn)片的基體金屬的磁性和表面粗糙度，應(yīng)當(dāng)與試件基體金屬的磁性和表面粗糙度相似。

基體金屬厚度

檢查基體金屬厚度是否超過臨界厚度，如果沒有，進(jìn)行校準(zhǔn)后，可以測量。

邊緣效應(yīng)

不應(yīng)在緊靠試件的突變處，如邊緣、洞和內(nèi)轉(zhuǎn)角等處進(jìn)行測量，

曲率

不應(yīng)在試件的彎曲表面上測量。

讀數(shù)次數(shù)

通常由于儀器的每次讀數(shù)并不完全相同，因此必須在每一次量面積內(nèi)取幾個(gè)讀數(shù)。覆蓋層厚度的局部差異，也要求在任一給定的面積內(nèi)進(jìn)行多次測量，表面粗糙時(shí)更應(yīng)如此

表面清潔度

測量前，應(yīng)清除表面上的任何附著物質(zhì)，如塵土、油脂及鷹蝕產(chǎn)物等，但不要除去任何覆蓋層物質(zhì)。

磁場

周圍各種電氣設(shè)備所產(chǎn)生的磁場會(huì)嚴(yán)重干擾磁性測厚工作。

測頭取向

測頭的放置方式對測量有影響，在測量時(shí)應(yīng)該與工件保持垂直。