表面膜厚さ計のいくつかの試験原理
膜厚計は測定原理により一般的に以下の5種類があります。
1. 磁性膜厚測定法：磁性導電体の非磁性層の膜厚測定に適しています。 磁気伝導性材料は一般に、鋼\鉄\銀\ニッケルです。 この方法は測定精度が高い
2.渦電流式膜厚測定法：導電性金属上の非導電層の膜厚測定に適しています。 この方法は、磁気厚さ測定方法よりも精度が劣ります。
3. 超音波膜厚測定法：現在、中国には塗膜の膜厚を測定するそのような方法はありません。 海外メーカーではこのような装置を販売しており、多層膜の膜厚測定や上記2つの方法では測定できない場合に適しています。 しかし、一般に高価であり、測定精度は高くありません。
4. 電解膜厚測定法：上記3つの方法とは異なります。 非破壊検査には属さないため、コーティングを破壊する必要があります。 全体的な精度は高くありません。 他のタイプに比べて計測が面倒です。
5. 放射線厚さ測定: この種の機器は非常に高価 (通常 100000 RMB 以上) であり、特別な場合に適しています。 現在、中国では 1 番目と 2 番目の方法が最も一般的に使用されています。
従来の膜厚計の原理
コーティング、メッキ、クラッディング、貼り付け、化学形成フィルムなど、材料の表面を保護および装飾するために形成される被覆層は、関連する国内および国際規格ではコーティングと呼ばれます。
コーティング厚さの測定は、加工産業や表面工学における品質検査の重要な部分となっており、製品が高い品質基準を満たすために不可欠な手段となっています。 製品を国際化するために、我が国の輸出商品や海外関連プロジェクトでは被覆材の厚さについて明確な要件があります。
膜厚の測定方法には主に、くさび切断法、光学切断法、電解法、膜厚差測定法、秤量法、蛍光X線法、γ線後方散乱法、静電容量法、磁気測定法、渦電流測定法などがあります。これらの方法のうち、最初の 5 つは破壊検査であり、測定方法は煩雑で時間がかかり、ほとんどが抜き取り検査に適しています。
X線法やX線法は非接触・非破壊で測定できますが、装置が複雑で高価であり、測定範囲も狭いです。 放射線源があるため、ユーザーは放射線防護規制に従う必要があります。 X線法により極薄膜、二重膜、合金膜の測定が可能です。 線法は、被膜および基板の原子番号が 3 を超える被膜の測定に適しています。静電容量法は、薄い導体の絶縁被膜の厚さを測定する場合にのみ使用されます。
磁気法や渦電流法を用いた膜厚計は、特に近年のマイコン技術の導入など技術の進歩により、小型化、インテリジェント化、多機能化、高精度化、実用化の方向に一歩進んでいます。 測定分解能は 0.1 ミクロンに達し、精度は 1% に達する可能性があり、大幅に向上しました。 適用範囲が広く、測定範囲が広く、操作が簡単で低価格であるため、産業および科学研究で最も広く使用されている厚さ測定器です。
非破壊方式のため塗膜や母材を傷めず、検出速度が速いため、大量の検出作業を経済的に行うことができます。
測定原理
一。 磁気吸着の測定原理と厚さ計
磁石（プローブ）と磁性鋼間の吸引力は両者間の距離に比例し、この距離がクラッドの厚さになります。 この原理を利用して膜厚計を作ると、塗膜と基材の透磁率の差が十分大きければ測定することができます。 工業製品の多くは形鋼や熱間圧延冷間圧延鋼板をプレス加工して成形されるため、磁気式厚さ計が最も広く使用されています。 厚さ計の基本構造は、磁性鋼、リレースプリング、スケール、セルフストップ機構で構成されています。 磁性鋼が被測定物に吸着されると、その後測定バネが徐々に伸び、引張力が徐々に増加する。 引張力が吸引力よりもわずかに大きい場合、磁性鋼が引き離される瞬間の引張力を記録することによって、コーティングの厚さが得られます。 新しい製品では、この記録プロセスを自動化できます。 モデルが異なれば、範囲や適用可能な機会も異なります。
本器の特徴は、操作が簡単、耐久性があり、電源不要、測定前校正不要、低価格であることです。 作業場などの現場での品質管理に最適です。
磁気誘導測定
磁気誘導の原理を使用する場合、コーティングの厚さは、プローブから非強磁性コーティングを通って強磁性基板に流れる磁束の大きさによって測定されます。 対応する磁気抵抗のサイズを測定して、コーティングの厚さを示すこともできます。 コーティングが厚ければ厚いほど、磁気抵抗は大きくなり、磁束は小さくなります。 磁気誘導の原理を利用した膜厚計は、原理的には磁性基板上の非磁性被膜の厚みを測定することができます。 一般に、基板の透磁率は 500 を超える必要があります。 クラッド材料も磁性である場合、ベース材料との透磁率の差が十分に大きいことが必要です (例: スチール上のニッケルメッキ)。 ソフトコアにコイルを巻いたプローブを検査対象のサンプル上に置くと、機器は自動的に検査電流または検査信号を出力します。 初期の製品は誘導起電力の大きさを測定するために指針ゲージを使用し、測定器は信号を増幅してコーティングの厚さを示しました。 近年の回路設計では、周波数安定化、位相ロック、温度補償などの新技術が導入され、磁気抵抗を使用して測定信号を変調するようになりました。 また、設計した集積回路を採用し、マイコンを導入することにより、測定精度と再現性が大幅（1桁近く）向上しました。 最新の磁気誘導厚さ計の分解能は 0.1um、許容誤差は 1%、測定範囲は 10mm です。
磁気原理式膜厚計は、鋼表面の塗装層、磁器、ホーロー保護層、プラスチック、ゴム皮膜、ニッケル、クロムなどの各種非鉄金属めっき層、化学油などの各種防食皮膜の測定に使用できます。業界 。
渦電流測定
高周波AC信号はプローブコイル内に電磁場を生成し、プローブが導体に近づくとその中に渦電流が形成されます。 プローブが導電性基板に近づくほど、渦電流が大きくなり、反射インピーダンスも大きくなります。 このフィードバック量は、プローブと導電性基板の間の距離、つまり導電性基板上の非導電性コーティングの厚さを特徴づけます。 これらのプローブは非強磁性金属基板上のコーティングの厚さの測定に特化しているため、非磁性プローブと呼ばれることがよくあります。 非磁性プローブは、白金ニッケル合金やその他の新素材などの高周波素材をコイルコアとして使用します。 磁気誘導の原理と比較した主な違いは、プローブが異なること、信号の周波数が異なること、信号のサイズとスケール関係が異なることです。 磁気誘導厚さ計と同様に、渦電流厚さ計も 0.1um の分解能、許容誤差 1%、測定範囲 10mm の高レベルに達しています。
渦電流の原理を使用した厚さ計は、原則として、航空宇宙車両、車両、家電製品、アルミニウム合金のドアや窓、その他のアルミニウム製品の表面塗装、プラスチックコーティングなどの表面など、あらゆる電気導体の非導電性コーティングを測定できます。そしてアルマイト皮膜。 クラッド材には特定の導電率があり、これも校正によって測定できますが、2 つの導電率の比は少なくとも 3-5 倍異なる必要があります (銅上のクロムめっきなど)。 鋼基板も導電体ですが、この種の作業には磁気原理の方が適しています。
