หลักการวัดแรงแม่เหล็กและเกจวัดความหนา
แรงดึงดูดระหว่างแม่เหล็ก (โพรบ) และเหล็กที่ซึมเข้าไปได้ของแม่เหล็กนั้นแปรผันตามระยะห่างระหว่างทั้งสอง ระยะนี้คือความหนาของสารเคลือบ หลักการนี้ใช้ในการทำเกจวัดความหนาซึ่งสามารถวัดได้ตราบใดที่ความแตกต่างในการซึมผ่านของแม่เหล็กระหว่างการเคลือบและวัสดุฐานมีขนาดใหญ่เพียงพอ เนื่องจากผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมส่วนใหญ่ประทับจากเหล็กโครงสร้างและเหล็กแผ่นรีดร้อนและรีดเย็น เกจวัดความหนาแบบแม่เหล็กจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย โครงสร้างพื้นฐานของเกจวัดความหนาประกอบด้วยเหล็กแม่เหล็ก สปริงรีเลย์ สเกล และกลไกหยุดตัวเอง หลังจากที่เหล็กแม่เหล็กถูกดึงดูดไปยังวัตถุที่จะวัด สปริงวัดจะค่อยๆ ยืดออก และแรงดึงจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น เมื่อแรงดึงมากกว่าแรงดูด ความหนาของการเคลือบสามารถรับได้โดยการบันทึกแรงดึงในขณะที่แม่เหล็กหลุดออก ผลิตภัณฑ์รุ่นใหม่สามารถทำให้กระบวนการบันทึกนี้เป็นแบบอัตโนมัติได้ รุ่นต่างๆ มีช่วงการวัดและโอกาสที่แตกต่างกัน
คุณลักษณะของเครื่องมือนี้คือ ใช้งานง่าย แข็งแรงทนทาน ไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ ไม่ต้องสอบเทียบก่อนการวัด และมีราคาค่อนข้างต่ำ เหมาะมากสำหรับการควบคุมคุณภาพนอกสถานที่ในโรงงาน
การวัดการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก
เมื่อใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ความหนาของการเคลือบจะถูกวัดโดยใช้ขนาดของฟลักซ์แม่เหล็กที่ไหลจากโพรบผ่านการเคลือบที่ไม่ใช่เฟอร์โรแมกเนติกและเข้าสู่ซับสเตรตที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติก นอกจากนี้ยังสามารถวัดความต้านทานแม่เหล็กที่สอดคล้องกันเพื่อระบุความหนาของชั้นเคลือบได้ ยิ่งการเคลือบหนาขึ้น ความต้านทานแม่เหล็กก็จะยิ่งมากขึ้น และฟลักซ์แม่เหล็กก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น เกจวัดความหนาที่ใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก โดยหลักการแล้วสามารถมีความหนาของการเคลือบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่ไม่ใช่แม่เหล็กบนพื้นผิวที่ซึมผ่านด้วยแม่เหล็กได้ โดยทั่วไป ความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กของวัสดุฐานจะต้องมากกว่า 500 หากวัสดุเคลือบเป็นแม่เหล็กด้วย ความแตกต่างของความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กจากวัสดุฐานจะต้องมีขนาดใหญ่เพียงพอ (เช่น การชุบนิกเกิลบนเหล็ก) เมื่อวางโพรบที่มีขดลวดรอบๆ แกนอ่อนบนตัวอย่างที่กำลังทดสอบ เครื่องมือจะส่งสัญญาณกระแสทดสอบหรือสัญญาณการทดสอบออกโดยอัตโนมัติ ผลิตภัณฑ์ในยุคแรกๆ ใช้มิเตอร์แบบพอยน์เตอร์ในการวัดขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ เครื่องมือจะขยายสัญญาณแล้วระบุความหนาของชั้นเคลือบ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การออกแบบวงจรได้นำเสนอเทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น ความเสถียรของความถี่ การล็อคเฟส และการชดเชยอุณหภูมิ และการใช้ความต้านทานสนามแม่เหล็กเพื่อปรับสัญญาณการวัด นอกจากนี้ยังใช้วงจรรวมที่ออกแบบไว้และแนะนำไมโครคอมพิวเตอร์ ซึ่งช่วยเพิ่มความแม่นยำในการวัดและความสามารถในการทำซ้ำได้อย่างมาก (เกือบตามลำดับความสำคัญ) เกจวัดความหนาเหนี่ยวนำแม่เหล็กสมัยใหม่มีความละเอียด 0.1um ข้อผิดพลาดที่อนุญาต 1% และช่วงการวัด 10 มม.
เครื่องวัดความหนาหลักการแม่เหล็กสามารถใช้วัดชั้นสีบนพื้นผิวเหล็ก ชั้นป้องกันพอร์ซเลนและเคลือบฟัน เคลือบพลาสติกและยาง ชั้นชุบโลหะที่ไม่ใช่เหล็กต่างๆ รวมถึงนิกเกิลและโครเมียม และการป้องกันการกัดกร่อนต่างๆ สารเคลือบในอุตสาหกรรมเคมีและปิโตรเลียม -
การวัดกระแสเอ็ดดี้
สัญญาณ AC ความถี่สูงจะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในคอยล์โพรบ และเมื่อโพรบอยู่ใกล้กับตัวนำ กระแสเอ็ดดี้จะเกิดขึ้นในนั้น ยิ่งโพรบอยู่ใกล้ซับสเตรตที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า กระแสไหลวนก็จะยิ่งมากขึ้น และอิมพีแดนซ์ที่สะท้อนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น การดำเนินการป้อนกลับนี้แสดงถึงระยะห่างระหว่างโพรบและซับสเตรตที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ซึ่งก็คือความหนาของการเคลือบที่ไม่นำไฟฟ้าบนซับสเตรตที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า เนื่องจากโพรบประเภทนี้ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อวัดความหนาของการเคลือบบนพื้นผิวโลหะที่ไม่ใช่เฟอร์โรแมกเนติก จึงมักเรียกว่าโพรบที่ไม่ใช่แม่เหล็ก หัววัดที่ไม่ใช่แม่เหล็กใช้วัสดุความถี่สูงเป็นแกนคอยล์ เช่น โลหะผสมแพลตินัม-นิกเกิลหรือวัสดุใหม่อื่นๆ เมื่อเทียบกับหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ความแตกต่างหลักคือโพรบแตกต่างกัน ความถี่ของสัญญาณแตกต่างกัน และความสัมพันธ์ขนาดและสเกลของสัญญาณจะแตกต่างกัน เช่นเดียวกับเกจวัดความหนาแบบเหนี่ยวนำแม่เหล็ก เกจวัดความหนากระแสไหลวนยังมีความละเอียดสูงที่ 0.1um ข้อผิดพลาดที่ยอมรับได้ 1% และช่วงการวัดที่ 10 มม.
โดยหลักการแล้ว เกจวัดความหนาที่ใช้หลักการของกระแสไหลวนสามารถวัดการเคลือบที่ไม่นำไฟฟ้าบนตัวสื่อกระแสไฟฟ้าทั้งหมด เช่น สี การเคลือบพลาสติกบนพื้นผิวของเครื่องบินและอวกาศ ยานพาหนะ เครื่องใช้ในบ้าน ประตูและหน้าต่างอะลูมิเนียมอัลลอยด์ และอะลูมิเนียมอื่นๆ สินค้า. ฟิล์มอโนไดซ์ วัสดุหุ้มมีค่าการนำไฟฟ้าที่แน่นอน ซึ่งสามารถวัดได้ด้วยการสอบเทียบ แต่อัตราส่วนของค่าการนำไฟฟ้าระหว่างทั้งสองจะต้องแตกต่างกันอย่างน้อย 3-5 เท่า (เช่น การชุบโครเมียมบนทองแดง) แม้ว่าเมทริกซ์เหล็กจะเป็นตัวนำไฟฟ้าด้วย แต่การใช้การวัดหลักแม่เหล็กสำหรับงานประเภทนี้จะเหมาะสมกว่า
