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相敏渦流法測量原理

點擊次數(shù)：2364 更新時間：2021-05-26

涂層厚度測量的物理原理

相敏渦流法是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO21968測量涂鍍層層厚度的一種方法，它是對傳統(tǒng)的振幅敏感渦流法的一種改進方法。相敏渦流法可用于測量任何基材上的導(dǎo)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(yīng)法或振幅敏感渦流法的一個優(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影響測量結(jié)果。因此，相敏渦流法是測量小零件鍍鋅層厚度的理想選擇，且無需額外校準(zhǔn)。

相敏渦流法所用的探頭由周圍圍繞著兩個線圈的鐵素體鐵芯組成。首先，勵磁線圈中的電流產(chǎn)生高頻磁場(kHz-MHz范圍)，該磁場在樣品中產(chǎn)生渦流。

探頭里的另一個線圈，即測量線圈，用來測量交變電阻(阻抗)。探頭的阻抗通過樣品中的渦流修正，與無樣品時探頭產(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(dǎo)率有關(guān)。如果電導(dǎo)率已知，則儀器將此相位與已存儲的特征曲線進行對比，并將其轉(zhuǎn)換為涂層厚度值。

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，該方法的實際測量信號是直接在鍍層中產(chǎn)生的，這將它與磁感應(yīng)法和振幅敏感渦流法區(qū)別開來，后者是測量來自底材的信號衰減。

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

所有的電磁測量法都是通過比較的方法。也就是將測量信號與存儲在設(shè)備中的特征曲線進行比較。為了得到正確的結(jié)果，特征曲線必須與當(dāng)前條件相匹配，可通過校準(zhǔn)來實現(xiàn)。

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(dǎo)率以及磁性，樣品大小也很一個關(guān)鍵因素。此外，操作者應(yīng)確保在任何測量過程中始終正確放置探頭。

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

對于金屬的基底材料，不僅會在涂層中產(chǎn)生渦流，在基板中也會產(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。

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