เกี่ยวกับหลักการทำงานของเครื่องวัดความหนาผิวเคลือบ
ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยี โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากการเปิดตัวเทคโนโลยีไมโครคอมพิวเตอร์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เครื่องวัดความหนาด้วยวิธีแม่เหล็กและวิธีกระแสไหลวนได้ก้าวไปอีกขั้นในทิศทางของการย่อส่วน ความฉลาด มัลติฟังก์ชั่น ความแม่นยำสูง และขั้นตอนการปฏิบัติจริง ความละเอียดในการวัดสูงถึง 0.1 ไมครอน และความแม่นยำอาจถึง 1 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งได้รับการปรับปรุงอย่างมาก มีการใช้งานที่หลากหลาย ช่วงการวัดที่กว้าง การใช้งานที่สะดวก และราคาที่ถูก เป็นเครื่องมือวัดความหนาที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์
วิธีการแบบไม่ทำลายไม่ทำให้สารเคลือบผิวหรือพื้นผิวเสียหาย ความเร็วในการตรวจจับรวดเร็ว และสามารถดำเนินการตรวจสอบจำนวนมากได้ในราคาประหยัด หลักการวัดและเครื่องมือ
1. หลักการวัดแรงดึงดูดแม่เหล็กและมาตรวัดความหนา * ขนาดของแรงดึงดูดระหว่างแม่เหล็ก (โพรบ) และเหล็กนำแม่เหล็กจะแปรผันตามระยะห่างระหว่างสิ่งเหล่านั้น นั่นคือ ความหนาของสารเคลือบผิว ใช้หลักการนี้เพื่อสร้างเกจวัดความหนา ตราบใดที่ความแตกต่างของการซึมผ่านของแม่เหล็กระหว่างสารเคลือบและซับสเตรตมีมากพอ ก็สามารถวัดได้ เนื่องจากผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมส่วนใหญ่ได้รับการประทับตราและขึ้นรูปจากเหล็กรูปพรรณและแผ่นรีดร้อนและรีดเย็น เกจวัดความหนาแบบแม่เหล็กจึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายที่สุด โครงสร้างพื้นฐานของเครื่องวัดความหนาประกอบด้วยเหล็กแม่เหล็ก รีเลย์สปริง สเกล และกลไกหยุดเอง หลังจากที่ดึงดูดแม่เหล็กและวัตถุที่จะวัดแล้ว สปริงวัดจะค่อยๆ ยาวขึ้น และแรงดึงจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น เมื่อแรงดึงมากกว่าแรงดูด ความหนาของชั้นเคลือบสามารถหาได้จากการบันทึกแรงดึงในขณะที่แยกเหล็กแม่เหล็ก ผลิตภัณฑ์ที่ใหม่กว่าสามารถทำให้กระบวนการบันทึกนี้เป็นไปโดยอัตโนมัติ รุ่นที่แตกต่างกันมีช่วงและโอกาสที่แตกต่างกัน
เครื่องมือนี้มีการใช้งานที่ง่าย ทนทาน ไม่ต้องจ่ายไฟ ไม่ต้องมีการสอบเทียบก่อนวัดค่า และราคาย่อมเยา จึงเหมาะสำหรับการควบคุมคุณภาพในสถานที่ในโรงงาน
2. หลักการวัดการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก เมื่อใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ความหนาของสารเคลือบจะวัดจากขนาดของฟลักซ์แม่เหล็กที่ไหลเข้าสู่สารตั้งต้นที่เป็นแม่เหล็กไฟฟ้าจากโพรบผ่านการเคลือบที่ไม่ใช่สารแม่เหล็กไฟฟ้า นอกจากนี้ยังสามารถวัดค่าความต้านทานสนามแม่เหล็กที่สอดคล้องกันเพื่อระบุความหนาของสารเคลือบได้อีกด้วย ยิ่งเคลือบหนา ความต้านทานแม่เหล็กยิ่งสูงและฟลักซ์แม่เหล็กยิ่งต่ำ เครื่องวัดความหนาโดยใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กโดยหลักการแล้วสามารถมีความหนาของสารเคลือบที่ไม่เป็นสื่อนำแม่เหล็กบนพื้นผิวที่เป็นตัวนำแม่เหล็กได้ โดยทั่วไป ความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กของวัสดุพิมพ์จะต้องสูงกว่า 500 หากวัสดุหุ้มเป็นแม่เหล็กด้วย จะต้องมีความแตกต่างอย่างมากในการซึมผ่านจากวัสดุฐาน (เช่น การชุบนิกเกิลบนเหล็ก) เมื่อวางโพรบที่มีขดลวดแกนอ่อนไว้บนตัวอย่างที่จะทดสอบ เครื่องมือจะส่งสัญญาณทดสอบหรือกระแสทดสอบออกมาโดยอัตโนมัติ ผลิตภัณฑ์ในยุคแรกๆ ใช้พอยน์เตอร์เกจเพื่อวัดขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำ ซึ่งขยายสัญญาณและระบุความหนาของสารเคลือบผิว ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น การทำให้เสถียรของความถี่ การล็อกเฟส และการชดเชยอุณหภูมิได้ถูกนำมาใช้ในการออกแบบวงจร และสัญญาณการวัดจะถูกมอดูเลตโดยความต้านทานแม่เหล็ก วงจรรวมที่ออกแบบได้ถูกนำมาใช้และมีการนำไมโครคอมพิวเตอร์มาใช้ ซึ่งปรับปรุงความแม่นยำในการวัดและความสามารถในการทำซ้ำได้อย่างมาก (เกือบจะเป็นลำดับความสำคัญ) ความละเอียดของเกจวัดความหนาของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่ทันสมัยสามารถเข้าถึง 0.1um ข้อผิดพลาดที่อนุญาตสามารถสูงถึง 1 เปอร์เซ็นต์ และช่วงสามารถถึง 10 มม. เกจวัดความหนาหลักการแม่เหล็กสามารถใช้วัดชั้นสีบนพื้นผิวเหล็ก ชั้นป้องกันของพอร์ซเลนและอีนาเมล การเคลือบพลาสติกและยาง การเคลือบโลหะที่ไม่ใช่เหล็กต่างๆ รวมทั้งนิเกิล-โครเมียม และชั้นป้องกันการกัดกร่อนต่างๆ . สารเคลือบสำหรับอุตสาหกรรมเคมีและปิโตรเลียม .
3. หลักการวัดกระแสไหลวน
สัญญาณ AC ความถี่สูงจะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในขดลวดโพรบ ซึ่งสร้างกระแสไหลวนในโพรบเมื่อโพรบเข้าใกล้ตัวนำ ยิ่งโพรบอยู่ใกล้พื้นผิวที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้ามากเท่าใด กระแสไหลวนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และอิมพีแดนซ์ที่สะท้อนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เอฟเฟ็กต์ป้อนกลับนี้แสดงลักษณะระยะห่างระหว่างโพรบและซับสเตรตที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า นั่นคือ ความหนาของการเคลือบที่ไม่นำไฟฟ้าบนซับสเตรตที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า เนื่องจากหัววัดเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดความหนาของชั้นเคลือบบนพื้นผิวโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก จึงมักเรียกกันว่าหัววัดที่ไม่ใช่แม่เหล็ก หัววัดแบบไม่มีแม่เหล็กใช้วัสดุความถี่สูงสำหรับแกนคอยล์ เช่น โลหะผสมทองคำขาว-นิกเกิล หรือวัสดุใหม่อื่นๆ เมื่อเทียบกับหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ความแตกต่างที่สำคัญคือโพรบแตกต่างกัน ความถี่ของสัญญาณแตกต่างกัน ขนาดและสัดส่วนของสัญญาณแตกต่างกัน เช่นเดียวกับเกจวัดความหนาของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก เกจวัดความหนาของกระแสไหลวนยังมีความละเอียดสูงถึง 0.1um ข้อผิดพลาดที่อนุญาต 1 เปอร์เซ็นต์ และช่วง 10 มม. โดยหลักการแล้ว เครื่องวัดความหนาที่ใช้หลักการกระแสไหลวนสามารถวัดการเคลือบที่ไม่ใช่ตัวนำบนตัวนำทั้งหมด เช่น สี การเคลือบพลาสติก และฟิล์มอโนไดซ์บนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์อะลูมิเนียม เช่น กระสวยอวกาศ ยานพาหนะ เครื่องใช้ในครัวเรือน ประตูและหน้าต่างอะลูมิเนียมอัลลอยด์ . วัสดุหุ้มมีค่าการนำไฟฟ้าที่แน่นอน ซึ่งสามารถวัดได้ด้วยการสอบเทียบ แต่อัตราส่วนของการนำไฟฟ้าของวัสดุทั้งสองจะต้องต่างกันอย่างน้อย 3-5 เท่า (เช่น การชุบโครเมี่ยมบนทองแดง) แม้ว่าพื้นผิวที่เป็นเหล็กจะเป็นตัวชี้นำเช่นกัน แต่สำหรับงานดังกล่าวนั้นเหมาะสมกว่าที่จะใช้หลักการแม่เหล็กในการวัด
