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测厚仪的原理及分类

发布时间:2016-02-22  浏览次数:1214 次  来源:奥龙星迪

测厚仪(thickness gauge )是用来测量材料及物体厚度的仪表。在工业生产中常用来连续或抽样测量产品的厚度(如钢板、钢带、薄膜、纸张、金属箔片等材料)。这类仪表中有利用α射线、β射线、γ射线穿透特性的放射性厚度计;有利用超声波频率变化的超声波厚度计;有利用涡流原理的电涡流厚度计;还有利用机械接触式测量原理的测厚仪等。

原理分类

测厚仪按照测量的方式不同,可大致分为:

1、接触式测厚仪

接触面积大小划分:

点接触式测厚仪

面接触时测厚仪

2、非接触式测厚仪

非接触式测厚仪根据其测试原理不同,又可分为以下几种:

激光测厚仪

超声波测厚仪

涂层测厚仪

X射线测厚仪

白光干涉测厚仪

电解式测厚仪

管厚规

主要类型

激光测厚仪:是利用激光的反射原理,根据光切法测量和观察机械制造中零件加工表面的微观几何形状来测量产品的厚度,是一种非接触式的动态测量仪器。它可直接输出数字信号与工业计算机相连接,并迅速处理数据并输出偏差值到各种工业设备。

X射线测厚仪:利用X射线穿透被测材料时,X射线的强度的变化与材料的厚度相关的特性,从而测定材料的厚度,是一种非接触式的动态计量仪器。它以PLC和工业计算机为核心,采集计算数据并输出目标偏差值给轧机厚度控制系统,达到要求的轧制厚度。主要应用行业:有色金属的板带箔加工、冶金行业的板带加工。

纸张测厚仪:适用于4mm以下的各种薄膜、纸张、纸板以及其他片状材料厚度的测量。

薄膜测厚仪:用于测定薄膜、薄片等材料的厚度,测量范围宽、测量精度高,具有数据输出、任意位置置零、公英制转换、自动断电等特点。

超声波测厚仪:超声波测厚仪是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的,当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时,脉冲被反射回探头,通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用此原理测量。

适合测量金属(如钢、铸铁、铝、铜等)、塑料、陶瓷、玻璃、玻璃纤维及其他任何超声波的良导体的厚度。

X射线测厚仪:适用生产铝板、铜板、钢板等冶金材料为产品的企业,可以与轧机配套,应用于热轧、铸轧、冷轧、箔轧。其中,x射线测厚仪还可以用于冷轧、箔轧和部分热轧的轧机生产过程中对板材厚度进行自动控制。

涂层测厚仪F型探头可直接测量导磁材料(如钢铁、镍)表面上的非导磁覆盖层厚度(如:油漆、塑料、搪瓷、铜、铝、锌、铬、等)。可应用于电镀层、油漆层、搪瓷层、铝瓦、铜瓦、巴氏合金瓦、磷化层、纸张的厚度测量,也可用于船体油漆及水下结构件的附着物的厚度测量。

涂层测厚仪

涂层测厚仪采用电磁感应法测量涂层的厚度。位于部件表面的探头产生一个闭合的磁回路,随着探头与铁磁性材料间的距离的改变,该磁回路将不同程度的改变,引起磁阻及探头线圈电感的变化。利用这一原理可以精确地测量探头与铁磁性材料间的距离,即涂层厚度。

涂层测厚仪具有两种测量方式:连续测量方式(CONTINUE)和单次测量方式(SINGLE);

具有两种工作方式:直接方式(DIRECT)和成组方式(APPL);

设有五个统计量:平均值(MEAN)、Maximum值(MAX)、最小值(MIN)、测试次数(NO.)、标准偏差(SDEV

涂镀层测厚仪根据测量原理一般有以下五种类型:

1.磁性测厚法:适用导磁材料上的非导磁层厚度测量。导磁材料一般为:钢,铁,银,镍。此种方法测量精度高。

2。涡流测厚法:适用导电金属上的非导电层厚度测量。此种较磁性测厚法精度低。

3.超声波测厚法:适用多层涂镀层厚度的测量或者是以上两种方法都无法测量的场合。但一般价格昂贵,测量精度也不高。

4.电解测厚法:此方法有别于以上三种,不属于无损检测,需要破坏涂镀层,一般精度也不高。测量起来比较其他几种麻烦。

5.放射测厚法:此处仪器价格非常昂贵(一般在10RMB以上),适用于一些特殊场合。

国内目前使用最为普遍的是第1/2两种方法。

激光测厚仪:

板材(钢坯)激光厚度检测系统具有无辐射、成本低、便于维护等特点,激光测厚仪是通过采用自主激光检测技术及可靠的防护措施研制而成的,完全满足热轧板坯厚度检测的需求。

激光测厚仪是基于三角测距原理,使用集成式的三角测距传感。

激光测厚仪原理

器测量出从安装支架到物体表面的距离,进而根据支架的固定距离计算得出物体的厚度。

激光束在被测物体表面上形成一个很小的光斑,成像物镜将该光斑成像到光敏接收器的光敏面上,产生探测其敏感面上光斑位置的电信号。当被测物体移动时,其表面上光斑相对成像物镜的位置发生改变,相应地其像点在光敏器件上的位置也要发生变化,进而可计算出被测物体的实际移动距离。

磁性测厚仪:

磁性测厚仪一体式仪器结构,可以单手操作。它采用电磁感应原理,适用于测量各种磁性金属基体上非磁性覆盖层的厚度,可以测量钢铁上的各种电镀(镀镍除外)、涂层、珐琅、塑料等覆盖层厚度,还可用于测量各种金属箔(如铜箔、铝箔、金箔等)和非金属薄膜(如纸张、塑料等)的厚度。本仪器可用于生产检验、验收检验及质量监督检验。符合Country标准。

涡流测厚仪:

涡流测厚仪是一种小型仪器,采用涡电流测量原理,可以方便无损地测量有色金属基体上的油漆、塑料、橡胶等涂层,或者是铝基体上的阳极氧化膜厚度等。该仪器广泛应用于机械、汽车、造船、石油、化工、电镀、喷塑、搪瓷、塑料等行业。

涡流测量原理是高频交流信号在测头线圈中产生电磁场,测头靠近导体时,就在其中形成涡流。测头离导电基体愈近,则涡流愈大,反射阻抗也愈大。与磁感应测厚仪一样,涡流测厚仪也达到了分辨率0.1um,允许误差1%,量程10mm的高水平。采用电涡流原理的测厚仪,原则上对所有导电体上的非导电体覆层均可测量,如航天航空器表面、车辆、家电、铝合金门窗及其它铝制品表面的漆,塑料涂层及阳极氧化膜。覆层材料有一定的导电性,通过校准同样也可测量,但要求两者的导电率之比至少相差3-5倍(如铜上镀铬)。虽然钢铁基体亦为导电体,但这类任务还是采用磁性原理测量较为合适。

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