磁力測定原理と厚さ計

磁力測定原理と厚さ計

磁石（プローブ）と透磁性鋼との間の吸引力は、両者の距離に比例します。この距離がコーティングの厚さです。この原理を利用して厚さ計を作り、コーティングと基材の透磁性の差が十分に大きい限り測定することができます。工業製品のほとんどは構造用鋼や熱間圧延鋼板、冷間圧延鋼板から打ち抜かれているため、磁気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。磁性鋼が測定対象物に引き付けられた後、測定スプリングが徐々に引き伸ばされ、引っ張る力が徐々に増加します。引っ張る力が吸引力よりわずかに大きい場合、磁石が外れた瞬間の引っ張り力を記録することにより、コーティングの厚さを得ることができます。最近の製品では、この記録プロセスを自動化できます。モデルによって測定範囲と適用場面が異なります。

この機器の特徴は、操作が簡単で、頑丈で耐久性があり、電源が不要で、測定前の校正が不要で、比較的安価であることです。ワークショップでの現場品質管理に非常に適しています。

磁気誘導測定
磁気誘導の原理を使用する場合、プローブから非強磁性コーティングを通り強磁性基板に流れる磁束の大きさを使用してコーティングの厚さを測定します。対応する磁気抵抗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。磁気誘導の原理を使用する厚さ計は、原理的には、磁性透過性基板上の非磁性導電性コーティングの厚さを持つことができます。一般に、ベース材料の透磁率は500以上である必要があります。コーティング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必要があります（鋼鉄上のニッケルメッキなど）。ソフトコアの周りにコイルが付いたプローブをテスト対象のサンプルに配置すると、機器は自動的にテスト電流またはテスト信号を出力します。初期の製品では、誘導起電力の大きさを測定するためにポインタータイプのメーターが使用されていました。機器は信号を増幅してからコーティングの厚さを示しました。 近年、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しています。また、設計された集積回路を使用し、マイクロコンピュータを導入することで、測定精度と再現性が大幅に向上しました（ほぼ1桁）。現代の磁気誘導厚さ計の解像度は0.1um、許容誤差は1％、測定範囲は10mmです。

磁気原理厚さ計は、鋼鉄表面の塗装層、磁器やエナメルの保護層、プラスチックやゴムのコーティング、ニッケルやクロムなどのさまざまな非鉄金属メッキ層、化学産業や石油産業におけるさまざまな防錆コーティングの測定に使用できます。

渦電流測定
高周波交流信号はプローブコイルに電磁場を発生させ、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が大きくなります。このフィードバック動作は、プローブと導電性基板の距離、つまり導電性基板上の非導電性コーティングの厚さを表します。このタイプのプローブは、非強磁性金属基板上のコーティングの厚さを測定するために特別に設計されているため、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しい材料などの高周波材料をコイルコアとして使用します。磁気誘導の原理と比較すると、主な違いは、プローブが異なり、信号の周波数が異なり、信号のサイズとスケーリング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の高レベルの分解能、1％の許容誤差、10mmの測定範囲に達します。

渦電流原理を使用する厚さ計は、原理的には、塗料、航空宇宙機、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のプラスチックコーティングなど、すべての導電性物体上の非導電性コーティングを測定できます。陽極酸化皮膜。クラッド材には一定の導電性があり、これも校正によって測定できますが、2つの間の導電性の比率は少なくとも 3-5 倍異なる必要があります (銅上のクロムメッキなど)。鋼マトリックスも導体ですが、この種のタスクには磁気原理測定を使用する方が適切です。