استانداردهای طبقه بندی و اندازه گیری برای تعیین ضخامت پوشش
لایه پوششی تشکیل شده برای محافظت و تزئین سطح مواد مانند پوشش، آبکاری، پوشش، لایه چسبنده، فیلم تشکیل شده شیمیایی و غیره در استانداردهای ملی و بین المللی مربوطه پوشش نامیده می شود.
اندازه گیری ضخامت پوشش به بخش مهمی از بازرسی کیفیت صنعت پردازش و مهندسی سطح تبدیل شده است و ابزاری ضروری برای محصولات برای برآورده کردن استانداردهای کیفیت بالا است. برای بین المللی شدن محصولات، الزامات روشنی برای ضخامت روکش در کالاهای صادراتی کشورم و پروژه های مرتبط با خارجی وجود دارد.
روشهای اندازهگیری ضخامت پوشش عمدتاً عبارتند از: روش برش گوه، روش مقطع نوری، روش الکترولیز، روش اندازهگیری اختلاف ضخامت، روش توزین، روش فلورسانس اشعه ایکس، روش پراکندگی برگشتی اشعه، روش خازنی، روش اندازهگیری مغناطیسی و قانون اندازهگیری جریان گردابی. از بین این روش ها، پنج روش اول تست مخرب، روش های اندازه گیری دست و پا گیر و کند و اکثر آنها برای بازرسی نمونه گیری مناسب هستند.
روش های اشعه ایکس و اشعه ایکس اندازه گیری های غیر تماسی و غیر مخرب هستند، اما دستگاه ها پیچیده و گران هستند و محدوده اندازه گیری کوچک است. با توجه به منبع رادیواکتیو، کاربران باید مقررات حفاظت در برابر اشعه را رعایت کنند. روش اشعه ایکس می تواند پوشش بسیار نازک، پوشش دوگانه و پوشش آلیاژی را اندازه گیری کند. روش پرتو برای اندازه گیری پوشش و پوشش با عدد اتمی زیرلایه بزرگتر از 3 مناسب است. روش خازنی فقط در هنگام اندازه گیری ضخامت پوشش عایق یک هادی نازک استفاده می شود.
با پیشرفت تکنولوژی به ویژه پس از معرفی فناوری میکرو کامپیوتر در سال های اخیر، ضخامت سنج با استفاده از روش مغناطیسی و روش جریان گردابی گامی رو به جلو در جهت مینیاتوری، هوشمند، چند منظوره، با دقت بالا و کاربردی برداشته است. وضوح اندازه گیری به 0.1 میکرون رسیده است و دقت می تواند به 1 درصد برسد که بسیار بهبود یافته است. این دارای طیف گسترده ای از کاربرد، محدوده اندازه گیری گسترده، عملکرد آسان و قیمت پایین است. این دستگاه پرکاربردترین ابزار اندازه گیری ضخامت در صنعت و تحقیقات علمی است.
1. اصل اندازه گیری جاذبه مغناطیسی و ضخامت سنج
نیروی مکش بین آهنربا (پروب) و فولاد مغناطیسی متناسب با فاصله بین این دو است و این فاصله ضخامت روکش است. با استفاده از این اصل برای ساخت ضخامت سنج، تا زمانی که اختلاف بین نفوذپذیری مغناطیسی پوشش و ماده پایه به اندازه کافی بزرگ باشد، می توان آن را اندازه گیری کرد. با توجه به اینکه اکثر محصولات صنعتی توسط فولاد سازه ای و ورق های فولادی نورد گرم نورد سرد مهر و شکل می گیرند، ضخامت سنج های مغناطیسی بیشترین کاربرد را دارند. ساختار اصلی ضخامت سنج از فولاد مغناطیسی، فنر رله، مقیاس و مکانیزم خود توقف تشکیل شده است. پس از جذب فولاد مغناطیسی به جسم اندازه گیری شده، فنر اندازه گیری به تدریج کشیده می شود و نیروی کشش به تدریج افزایش می یابد. هنگامی که نیروی کشش فقط بیشتر از نیروی مکش است، ضخامت پوشش را می توان با ثبت نیروی کشش در لحظه جدا شدن فولاد مغناطیسی بدست آورد. محصولات جدیدتر می توانند این فرآیند ضبط را خودکار کنند. مدل های مختلف دارای محدوده های مختلف و مناسبت های کاربردی هستند.
این ابزار با عملکرد آسان، دوام، عدم منبع تغذیه، عدم کالیبراسیون قبل از اندازه گیری و قیمت پایین مشخص می شود. برای کنترل کیفیت در محل در کارگاه ها بسیار مناسب است.
2. اصل اندازه گیری القای مغناطیسی
هنگامی که از اصل القای مغناطیسی استفاده می شود، ضخامت پوشش با بزرگی شار مغناطیسی جریان یافته از پروب از طریق پوشش غیر فرومغناطیسی به زیرلایه فرومغناطیسی اندازه گیری می شود. اندازه مقاومت مغناطیسی مربوطه را نیز می توان برای نشان دادن ضخامت پوشش اندازه گیری کرد. هرچه پوشش ضخیم تر باشد، عدم تمایل بیشتر و شار کوچکتر است. ضخامت سنج با استفاده از اصل القای مغناطیسی در اصل می تواند ضخامت پوشش غیر مغناطیسی روی بستر مغناطیسی را داشته باشد. معمولاً نفوذپذیری مغناطیسی زیرلایه باید بالای 500 باشد. اگر مواد روکش فلزی نیز مغناطیسی باشد، تفاوت در نفوذپذیری نسبت به مواد پایه باید به اندازه کافی بزرگ باشد (مانند آبکاری نیکل روی فولاد). هنگامی که کاوشگر با سیم پیچ زخمی شده روی هسته نرم روی نمونه مورد آزمایش قرار می گیرد، دستگاه به طور خودکار جریان آزمایش یا سیگنال آزمایش را ارسال می کند. محصولات اولیه از یک نشانگر برای اندازه گیری مقدار نیروی الکتروموتور القایی استفاده می کردند و دستگاه سیگنال را برای نشان دادن ضخامت پوشش تقویت می کرد. در سال های اخیر، طراحی مدار فناوری های جدیدی مانند تثبیت فرکانس، قفل فاز و جبران دما را معرفی کرده است و از مقاومت مغناطیسی برای تعدیل سیگنال های اندازه گیری استفاده می کند. همچنین مدار مجتمع جدید طراحی شده را پذیرفته و میکروکامپیوتر را معرفی می کند، به طوری که دقت اندازه گیری و تکرارپذیری بسیار بهبود یافته است (تقریباً یک مرتبه بزرگی). ضخامت سنج القایی مغناطیسی مدرن دارای وضوح تا 0.1um، خطای مجاز 1 درصد و محدوده 10 میلی متر است.
ضخامت سنج اصل مغناطیسی را می توان برای اندازه گیری دقیق لایه رنگ روی سطح فولاد، چینی، لایه محافظ مینا، پلاستیک، پوشش لاستیکی، لایه های مختلف آبکاری فلزات غیر آهنی از جمله نیکل و کروم و پوشش های مختلف ضد خوردگی برای مواد شیمیایی استفاده کرد. نفت پوشش.
3. اصل اندازه گیری جریان گردابی
سیگنال AC با فرکانس بالا یک میدان الکترومغناطیسی در سیم پیچ پروب ایجاد می کند و هنگامی که پروب به هادی نزدیک است، جریان های گردابی در آن ایجاد می شود. هر چه کاوشگر به بستر رسانا نزدیکتر باشد، جریان گردابی بیشتر و امپدانس بازتابش بیشتر می شود. این مقدار بازخورد فاصله بین پروب و بستر رسانا را مشخص می کند، یعنی ضخامت پوشش غیر رسانا روی بستر رسانا. از آنجایی که این کاوشگرها در اندازه گیری ضخامت پوشش ها بر روی بسترهای فلزی غیر فرومغناطیسی تخصص دارند، اغلب به عنوان پروب های غیر مغناطیسی شناخته می شوند. کاوشگرهای غیر مغناطیسی از مواد با فرکانس بالا به عنوان هسته سیم پیچ، مانند آلیاژهای پلاتین نیکل یا سایر مواد جدید استفاده می کنند. در مقایسه با اصل القای مغناطیسی، تفاوت اصلی این است که پروب متفاوت است، فرکانس سیگنال متفاوت است، رابطه اندازه و مقیاس سیگنال متفاوت است. مانند ضخامت سنج القای مغناطیسی، ضخامت سنج جریان گردابی نیز به سطح وضوح بالای 0.1um، خطای مجاز 1 درصد و محدوده 10 میلی متر رسیده است.
