浅谈几种常见测厚仪对比分析
2018-11-12
1 概述
到现今为止，市面上测厚仪无损检测技术已成为加工工业为用户进行成品质量检测和保证产品达到优质标准的必备手段。本文对应用磁性测量法、涡流测量法以及超声波测量法的几类测厚仪进行详细介绍分析。
2 对比
测厚仪无损检测中常用的原理方法一般有：
2.1 磁性测量法
适用于导磁材料上的非导磁层厚度测量。导磁材料一般为：钢、铁、银、镍。此种方法测量精度高。
适用于导电金属上的非导电层厚度测量。此种方法较磁性测厚法精度低。
适用于各种板材和各种加工零件的精确测量，也可以对生产设备中各种管道和压力容器在使用过程中受腐蚀后的减薄程度进行监测。磁性测量原理测厚仪又可分为磁吸力原理测厚仪和磁感应原理测厚仪两种，涡流测量原理测厚仪则只有电涡流测厚仪一种。
磁吸力原理测厚仪是利用永久磁铁测头与导磁的钢材之间的吸力大小与处于这两者之间的距离成一定比例关系来测量覆层的厚度的，这个距离就是覆层的厚度，所以只要覆层与基材的导磁率之差足够大，就可以进行测量。这种测厚仪中比较典型的是德国EPK公司生产的MIKROTEST麦考特自动型覆层测厚仪，这类测厚仪在目前市场上比较常见的有MIKROTEST 6 G，MIKROTEST 5/6F，MIKROTEST 6 S3，MIKROTEST 6 S5，MIKROTEST 6 S10，MIKROTEST 6 Ni50,MIKROTEST 6 Ni100, MIKROTEST NiFe50等几种型号。
磁感应原理测厚仪是利用测头经过非铁磁覆层而流入铁基材的磁通大小来测定覆层厚度的，覆层愈厚，磁通愈小。当软铁芯上绕着线圈的测头被放在被测物上后，仪器自动输出测试电流，磁通的大小影响到感应电动势的大小，仪器将该信号放大后来指示覆层厚度。这种测厚仪中比较常见的有日本Kett公司生产的LE-900涂镀层测厚仪和北京亚中仪器有限公司生产的LAT-B涂层测厚仪。
电涡流测厚仪是利用高频交流电在作为测头的线圈中产生一个电磁场，将探头靠近导电的金属体时，就在金属材料中形成涡流，这个涡流随着与金属体的距离减小而增大，并且会影响探头线圈的磁通，此反馈作用量就是表示探头与基体金属之间间距大小的一个量值。这种测厚仪中比较典型的是日本Kett公司生产的LH-900涂镀层测厚仪。
电涡流法测头用在非铁磁金属基体上测量覆层厚度，所以通常我们称该测头为非磁性测头。与磁性测量原理比较，它们的电原理基本一样，主要区别是测头不同，测试电流的频率大小不同，信号大小、标度关系不同。在近两年的测厚仪中，通过不断改进测头结构，再配合微电脑技术，由自动识别不同测头来调用不同的控制程序，分别输出不同的测试电流和改变标度变换软件，终于使两种不同类型的测头接在同一台测厚仪上，基于同一思想，可配接达10种测头的测厚仪也应运而生。这种测厚仪中比较典型的是德国EPK公司生产的MINITEST 600FN涂镀层测厚仪（F代表ferrous铁磁性基体，F型的涂层测厚仪采用电磁感应原理，N代表Non-ferrous非铁磁性基体，N型的涂层测厚仪采用电涡流原理，FN型的涂层测厚仪既采用电磁感应原理，又采用电涡流原理，是F型和N型的二合一型涂层测厚仪）和北京时代航宇仪器科技有限公司生产的TT210、TT260覆层测厚仪。
超声波测厚仪是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头，通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。这种测厚仪中比较典型的是德国卡尔公司生产的ECHOGRAPH1071型超声波测厚仪、北京时代航宇仪器科技有限公司生产的TT300超声波测厚仪、北京亚中仪器有限公司生产的LA-30超声波测厚仪和上海华阳检测仪器有限公司生产的HCC-16P型超声波测厚仪。这类测厚仪应依据JJF 1126—2004《超声波测厚仪校准规范》进行校准。
虽然几种测厚仪在校准中测量点和标准材料的选择上有很多不同，但在操作中都有一些相同的需要注意的地方，如每种测厚仪对基体的表面曲率和最小厚度都有一个下限的规定，在实际校准中应选择尺寸合理的基体进行操作；测量中测头的取向和压力也会对结果有影响，要保持测头与基体的垂直、压力恒定并尽可能小；另外，校准覆层测厚仪时还要注意外界磁场和基体剩磁的干扰，校准超声波测厚仪时要注意温度变化和耦合剂粘度的影响。
3 结语
磁性测量法及涡流测量法，随着技术的日益进步，特别是近年来引入微处理机技术后，此种覆层测厚仪向微型、智能型、多功能、高精度、实用化方面迈进了一大步，测量的分辨率已达0.1μm，精度可达到1％。又有适用范围广，量程宽、操作简便、价廉等特点，是工业和科研使用最广泛的仪器。而凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用超声波测量法测量。按此原理设计的测厚仪可广泛应用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各个领域；但目前国内还没有用此种方法测量涂镀层厚度的，国外个别厂家有这样的仪器，适用多层涂镀层厚度的测量或者是以上两种方法都无法测量的场合。但一般价格昂贵，测量精度也不高。