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相敏渦流法測量原理
點(diǎn)擊次數:1527 更新時(shí)間:2021-05-26
 

涂層厚度測量的物理原理

相敏渦流法是根據標準ISO21968測量涂鍍層層厚度的一種方法,它是對傳統的振幅敏感渦流法的一種改進(jìn)方法。相敏渦流法可用于測量任何基材上的導電涂層,例如,印刷電路板上的銅層,鋼鐵或絕緣材料上的鍍鎳層。

相敏渦流法相對于磁感應法 或振幅敏感渦流法的一個(gè)優(yōu)勢是其不太容易受到太多外界因素的影響。例如,樣品的曲率或其表面粗糙度幾乎不會(huì )影響測量結果。因此,相敏渦流法是測量小零件鍍鋅層厚度的理想選擇,且無(wú)需額外校準。

相敏渦流法的工作原理

相敏渦流法所用的探頭由周?chē)鷩@著(zhù)兩個(gè)線(xiàn)圈的鐵素體鐵芯組成。首先,勵磁線(xiàn)圈中的電流產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)(kHz-MHz范圍),該磁場(chǎng)在樣品中產(chǎn)生渦流。

探頭里的另一個(gè)線(xiàn)圈,即測量線(xiàn)圈,用來(lái)測量交變電阻(阻抗)。探頭的阻抗通過(guò)樣品中的渦流修正,與無(wú)樣品時(shí)探頭產(chǎn)生的激勵渦流相比,其相位發(fā)生偏移(相位角φ)。

相位角φ與鍍層厚度以及材料的電導率有關(guān)。如果電導率已知,則儀器將此相位與已存儲的特征曲線(xiàn)進(jìn)行對比,并將其轉換為涂層厚度值。

非接觸測量

相敏渦流法在測量鍍層厚度方面具有很大的優(yōu)勢。如上所述,該方法的實(shí)際測量信號是直接在鍍層中產(chǎn)生的,這將它與磁感應法和振幅敏感渦流法區別開(kāi)來(lái),后者是測量來(lái)自底材的信號衰減。

這就是為什么探頭不必直接接觸鍍層也可測量;它甚至可以隔著(zhù)其它涂層來(lái)測量它下面的金屬鍍層,如duplex測量應用.

測量過(guò)程中需要注意的事項

所有的電磁測量法都是通過(guò)比較的方法。也就是將測量信號與存儲在設備中的特征曲線(xiàn)進(jìn)行比較。為了得到正確的結果,特征曲線(xiàn)必須與當前條件相匹配,可通過(guò)校準來(lái)實(shí)現。

正確的校準才是關(guān)鍵!

影響相敏渦流法測量鍍層厚度的主要因素是材料本身的電導率以及磁性,樣品大小也很一個(gè)關(guān)鍵因素。此外,操作者應確保在任何測量過(guò)程中始終正確放置探頭。

電導率的影響

鍍層和基底材料的電導率決定了感應渦流的密度,從而直接影響鍍層厚度的測量值。因此,儀器必須使用與實(shí)際產(chǎn)品*相同的基底材料進(jìn)行校準。

樣品厚度的影響

對于金屬的基底材料,不僅會(huì )在涂層中產(chǎn)生渦流,在基板中也會(huì )產(chǎn)生渦流。如果基底材料很薄(例如金屬薄板),則有最小厚度的限制——這取決于測量頻率和材料。

操作人員的影響

最后重要一點(diǎn),儀器的操作方式也是一個(gè)主要的影響因素。確保探頭始終垂直接觸被測面,且不受外力。為了獲得更準確的測量值,還可以借助測量臺來(lái)使探頭自動(dòng)接觸樣品。

 
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