涂層測厚儀發(fā)展概述

涂層測厚儀的技術(shù)性,涂層測厚儀的技術(shù)簡要介紹了涂鍍層測厚技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及時代特征，重點介紹了目前國內(nèi)外磁性涂鍍層測厚儀典型產(chǎn)品
的功能特點，初步探討了涂鍍層測厚技術(shù)的未來發(fā)展趨勢。
 

磁性涂鍍層測厚儀
厚度測量是涂鍍層物性檢測的重要項目之一，伴著新型工程材料開發(fā)，微電子技術(shù)應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)化事業(yè)進(jìn)展，涂鍍層測厚技術(shù)近幾年來在國內(nèi)外得到迅速發(fā)展。與此同時，采取多種原理，應(yīng)用范圍廣泛，有較高科技含量，日趨智能化的各類測厚儀相繼問世，有力地推動了工程物理檢測的發(fā)展。與*技術(shù)和同類產(chǎn)品相比，目前我國涂鍍層測厚技術(shù)在總體上相當(dāng)于先進(jìn)工業(yè)國家19世紀(jì)90年代初期水平，面對入世和經(jīng)貿(mào)一體化的挑戰(zhàn)，我們當(dāng)奮起直追，增強(qiáng)參與競爭的適應(yīng)力和創(chuàng)新意識，搶抓機(jī)遇，努力實現(xiàn)測厚技術(shù)的跨越式發(fā)展。
涂鍍層測厚技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
測量方法原理多樣化
涂鍍層厚度測量，方法多樣，測試原理各不相同。在國家標(biāo)準(zhǔn),《金屬和其他覆蓋層厚度測量方法評述》中，將覆蓋層厚度測量方法分為無損法和破壞法兩類，見表。就涂鍍層測厚儀的應(yīng)用而言，目前國內(nèi)外仍普遍采用磁性法、渦流法、N射表覆蓋層厚度測量方法一覽表
無損法破壞法
磁性法稱重法
渦流法分析法
N射線光譜法庫侖法
!射線反向散射法金相顯微鏡法
光切顯微鏡法
輪廓儀法
干涉顯微鏡法
注：某些情況下可能是破壞的；可以是無損的。
線光譜法和!射線反向散射法等無損法測量。本文作者重點探
討應(yīng)用磁性方法原理的涂鍍層測厚儀開發(fā)現(xiàn)狀及功能特點。
 

測試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系化
在先進(jìn)工業(yè)國家，涂層測厚技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已自成體系，而且有多種規(guī)格的涂鍍層測厚儀可同時兼顧雙重原理，滿足多項試驗方法標(biāo)準(zhǔn)要求，因而大大地拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。也為我國采用*技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，推動國產(chǎn)儀器更新?lián)Q代提供了借鑒與參考。據(jù)不*統(tǒng)計，迄今我國已制訂涉及涂鍍層測厚技術(shù)的方法或儀器的國家標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)M"余項，該標(biāo)準(zhǔn)體系的建立與完善，將嚴(yán)格規(guī)范涂鍍層厚度檢測及儀器開發(fā)的質(zhì)量要求，有效地促進(jìn)測厚技術(shù)的總體發(fā)展。
測厚儀開發(fā)日趨智能化
回顧涂層測厚儀技術(shù)發(fā)展的歷史沿革，集中表現(xiàn)為以下技術(shù)特征：
電路設(shè)計：電子管———晶體管———集成電路———芯片L
模塊化。
整機(jī)功能：單（原理）功能型———具有部分統(tǒng)計功能型———雙
原理通用型———智能型。
探頭制式：主機(jī)探頭分離式———主機(jī)與探頭一體式（內(nèi)置式
探頭）———主機(jī)配多規(guī)格探頭（可供選擇更換）。
量值顯示：機(jī)械式（千分表）———表頭指針式———液晶數(shù)字
式———數(shù)據(jù)打印式（外接或內(nèi)置）。
磁性涂鍍層測厚儀開發(fā)現(xiàn)狀
國家標(biāo)準(zhǔn)磁性金屬基體上非磁性覆蓋層厚度
厚度測量———磁性方法）指出，磁性測厚方法的原理，或是測量*磁鐵（探頭）和基體金屬之間由于存在覆蓋層而引起磁引力的變化，或是測量通過覆蓋層和基體金屬磁路的磁阻變化。因此，磁
性測厚儀也包含兩種類型：一類是測量某一磁體與基體金屬間的磁引力；另一類是測量通過覆蓋層和基體金屬磁通路的磁阻?，F(xiàn)將國內(nèi)外具代表性典型儀器的主要功能特點分述如下。
全自動型涂鍍層測厚儀
德國EPK公司開發(fā)的3200（磁吸力法全自動型涂鍍層測厚儀，自20世紀(jì),90年代初進(jìn)入中國市場，已為國內(nèi)用戶熟知。它作為系列化產(chǎn)品，有,種規(guī)格?？煞謩e測量鋼鐵基體上非磁性涂鍍層厚度、非鐵基體或鋼鐵基體上鎳鍍層厚度。其涂鍍層大測量厚度*+--，測量精度通常為.!。實踐證明，該儀器操作簡
單，調(diào)整方便，測量直觀，穩(wěn)定準(zhǔn)確，頗受用戶歡迎，目前國內(nèi)市場仍擁有一定的銷量。
電腦涂鍍層測厚儀20世紀(jì),80年代初推出的1型電腦涂鍍層測厚儀，屬國產(chǎn)磁性測厚儀的升級換代產(chǎn)品。它具有多項測量數(shù)據(jù)（平均值、大值、小值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、測量次數(shù)）統(tǒng)計功能，并由液晶直接顯示測量值。該儀器具有操作簡單，使用方便，穩(wěn)定性好，測量精度高等優(yōu)點，受到用戶青睞。
數(shù)字式涂層測厚儀
20世紀(jì),90年代中期，我國研制出全新制式的FT220型數(shù)字式涂鍍層測厚儀，其突出的特點是采用內(nèi)置式探頭，在國產(chǎn)測厚儀中實現(xiàn)儀器主機(jī)與測量探頭一體化，標(biāo)志著我國測厚技術(shù)的進(jìn)步。它具有可連續(xù)測量和單次測量兩種測量方式，設(shè)有.個統(tǒng)計值，采用液晶數(shù)字顯示，可存儲和統(tǒng)計計算3.
個測量值，并備有計算機(jī)接口、數(shù)據(jù)刪除、欠壓提示、錯誤提示、自動關(guān)機(jī)等多項測控功能，更適用于現(xiàn)場快速無損檢測，成為國產(chǎn)儀器的品牌。
金屬涂鍍層測厚儀
德國尼科斯博士自動化儀器有限公司開發(fā)的4500.4200型金屬涂鍍層測厚儀，在19世紀(jì),90年代末打入中國市場。它采用了先進(jìn)的半導(dǎo)體電子調(diào)諧技術(shù)和內(nèi)置雙探頭的一體化結(jié)構(gòu)，兼顧了磁性法和渦流法兩種測試原理，通過主機(jī)正反兩側(cè)獨立和鑲有紅寶石探針的內(nèi)置式探頭，可分別對鋼鐵等磁性基體上的非磁性涂鍍層的厚度和鋁銅等非磁性金屬基體上的絕緣層厚度進(jìn)行快速測量，其測量范圍為+:.+++!-重復(fù)精度為;*!:;.!，而且其測量值的單位可用微米或密耳相互轉(zhuǎn)換。該儀器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)堅固、操作簡便。
系列電腦精密涂鍍層測厚儀
利用同一測厚儀主機(jī)，通過配制多規(guī)格可供選擇、更換的測量探頭，以實現(xiàn)擴(kuò)展量程和滿足各種環(huán)境條件下不同被測對象需要，是近年國內(nèi)外涂鍍層測厚儀技術(shù)創(chuàng)新的重大體現(xiàn)。如德國
EPK公司在19世紀(jì),90年代中期推出的EPS31004100系列電腦精密涂鍍層測厚儀，不僅適用于鋼鐵基體和非鐵基體上涂鍍層厚度測量，而且通過可供選擇的3>種智能探頭，將測厚范圍從幾!-擴(kuò)展至3++--。其中23++型擁有全數(shù)統(tǒng)計、打印直方圖和采用微機(jī)處理技術(shù)實現(xiàn)由計算機(jī)控制的自動測量功能，被譽(yù)為型涂鍍層測厚儀。繼而我國時代集團(tuán)公司研制的tt220型數(shù)字式涂鍍層測厚儀，也在同一主機(jī)上配有3+種可選探頭，測量范圍為+:3+--，并實現(xiàn)了多種測控功能的智能化，這是國產(chǎn)儀器開發(fā)進(jìn)程中的里程碑。
涂鍍層測厚技術(shù)的發(fā)展趨勢
一機(jī)兩用，磁（性）渦（流）兼容
如德國尼科斯博士自動化儀器有限公司開發(fā)的4500，4200型金屬涂鍍層測厚儀，采用*的模塊化設(shè)計，通過更換>類探頭，兼顧了磁性和渦流兩種方法原理，拓展了應(yīng)用范圍。又如德國EPK公司生產(chǎn)的3100（磁吸力法全自動型涂鍍層測厚儀，分別滿足了對磁性基體上非磁性涂層，非磁性基體或磁性基體上鎳鍍層>類不同對象的測厚需要。
一機(jī)多（探）頭英國易高公司開發(fā)的型涂鍍層測厚儀，在其主機(jī)與探頭分離式機(jī)型中，就備有,種不同規(guī)格探頭，而在另一類主機(jī)與探頭一體化機(jī)型中，又有3D種規(guī)格探頭供選。再如德國EPK司的3100和1100系列和我國時代新天研制的NT230型儀器，均備有直角探頭。
直角式等3+余種探頭，不僅擴(kuò)展了測厚范圍，還滿足了于管內(nèi)壁涂鍍
層測厚的特殊需要。
一機(jī)多型英國易高公司推出的3100型涂鍍層測厚儀，以其主機(jī)與探頭分離式和主機(jī)與探頭一體化兩種制式，又各自派生出基本型、標(biāo)準(zhǔn)型、型>類機(jī)型及*,個規(guī)格探頭，構(gòu)筑了矩陣式、自成體系的測量平臺，因而極大地拓寬了應(yīng)用范圍。追求智能化
時代新天公司研制的220（230型涂鍍層測厚儀在完善功能、追求智能化進(jìn)程中已贏得國產(chǎn)儀器中的地位，而推出的數(shù)字式涂鍍層測厚儀，將在豐富功能和提高智能化程度上又有創(chuàng)新。在這方面，國外有多種機(jī)型各有千秋、更顯特色。如美國迪夫斯高公司生產(chǎn)的"FG8HIJHIKC+++系列涂鍍層測厚儀，擁
有智能化型多項測控功能，而且測量值可由液晶顯示2種語言。便攜適用縮小體積，減輕重量，儀器便攜和適用于現(xiàn)場測試，是新型儀器的時代特征和國內(nèi)外廠家競爭目標(biāo)之一。如德國派尼克斯公司生產(chǎn)的"F5100系列涂鍍層測厚儀，其統(tǒng)計型的整機(jī)體積為2KG，含探頭重量為2。1KG；而英國易高公司開
發(fā)的1200型中，其主機(jī)與探頭一體化機(jī)型的外形尺寸為32*25*65--，含電池重量僅2。1，成為名符其實的掌上機(jī)。

FT200涂層測厚儀技術(shù)

主要技術(shù)指標(biāo)無需零點校準(zhǔn)
帶背光顯示
FT220涂層測厚儀測量原理：磁性法
FT220涂層測厚儀測量范圍:1～1250μm
FT220涂層測厚儀測量精度：±（3%H+1）μm（零點校準(zhǔn)）
　　　　　±[1～3%H+1] μm（二點校準(zhǔn)）
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。紅寶石探頭：
探頭接觸點的耐磨性直接影響測量的精度。普通金屬接觸探頭，其表面磨損后會帶來很大的誤差。*的直流采樣技術(shù)：使得測量重復(fù)性較傳統(tǒng)交流技術(shù)有*的*和提高。
 FT220涂層測厚儀F型探頭可直接測量導(dǎo)磁材料（如鋼鐵、鎳）表面上的非導(dǎo)磁覆蓋層厚度（如：油漆、塑料、搪瓷、銅、鋁、鋅、鉻、等）?？蓱?yīng)用于電鍍層、油漆層、搪瓷層、鋁瓦、銅瓦、巴氏合金瓦、磷化層、紙張的厚度測量，也可用于船體油漆及水下結(jié)構(gòu)件的附著物的厚度測量。
FT220涂層測厚儀具有耐磨硬質(zhì)金屬探針的彈簧導(dǎo)套式探頭，不但能在堅硬或粗糙表面上進(jìn)行測量，而且能保證測頭具有不變的壓緊力和穩(wěn)定的取樣值。
數(shù)字顯示，測量范圍寬，分辨率高。
自動記憶校準(zhǔn)值，方便使用。
結(jié)構(gòu)堅固、精致，攜帶方便。
 一體化結(jié)構(gòu)，體積小，重量輕。
 利用可選附件RS232C軟件和電纜，可與PC計算機(jī)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，處理，分析和打印等功能。
 FT220涂層測厚儀本儀器設(shè)有自動關(guān)機(jī)，實現(xiàn)省電功能。
FT220涂層測厚儀規(guī)格
顯示器：4位10㎜液晶
測試范圍：0-1250um基它測量范圍需要另外訂購
分辨率：0．1um/1um
測量精度：±1-3％或±2．5um
測量模式：單次測量和連續(xù)測量。
具有公英制單位轉(zhuǎn)換功能，實現(xiàn)um/㏕轉(zhuǎn)換。
帶有標(biāo)準(zhǔn)的RS232C窗口。
電源：2節(jié)5號電池。
操作條件：溫度0-40℃，濕度﹤80%。
尺寸：126×65×27㎜
重量：81g（不包括電池）
（膜片的實際厚度已標(biāo)在了膜片上）可選附件：RS232C通訊電纜和軟件