測厚儀(thickness gauge)是用來測量材料及物體厚度的儀表。在工業生產中常用來連續或抽樣測量產品的厚度(如鋼板、鋼帶、薄膜、紙張、金屬箔片等材料)。這類儀表中有利用α射線、β射線、γ射線穿透特性的放射性厚度計;有利用超聲波頻率變化的超聲波厚度計;有利用渦流原理的電渦流厚度計;還有利用機械接觸式測量原理的測厚儀等。


原理分類

測厚儀按照測量的方式不同,可大致分為:

1、接觸式測厚儀

接觸面積大小劃分:

點接觸式測厚儀

面接觸時測厚儀

2、非接觸式測厚儀

非接觸式測厚儀根據其測試原理不同,又可分為以下幾種:

激光測厚儀

超聲波測厚儀

涂層測厚儀

X射線測厚儀

白光干涉測厚儀

電解式測厚儀


主要類型

激光測厚儀:是利用激光的反射原理,根據光切法測量和觀察機械制造中零件加工表面的微觀幾何形狀來測量產品的厚度,是一種非接觸式的動態測量儀器。它可直接輸出數字信號與工業計算機相連接,并迅速處理數據并輸出偏差值到各種工業設備。


X射線測厚儀:利用X射線穿透被測材料時,X射線的強度的變化與材料的厚度相關的特性,從而測定材料的厚度,是一種非接觸式的動態計量儀器。它以PLC和工業計算機為核心,采集計算數據并輸出目標偏差值給軋機厚度控制系統,達到要求的軋制厚度。主要應用行業:有色金屬的板帶箔加工、冶金行業的板帶加工。


紙張測厚儀:適用于4mm以下的各種薄膜、紙張、紙板以及其他片狀材料厚度的測量。


薄膜測厚儀:用于測定薄膜、薄片等材料的厚度,測量范圍寬、測量精度高,具有數據輸出、任意位置置零、公英制轉換、自動斷電等特點。


超聲波測厚儀:超聲波測厚儀是根據超聲波脈沖反射原理來進行厚度測量的,當探頭發射的超聲波脈沖通過被測物體到達材料分界面時,脈沖被反射回探頭,通過精確測量超聲波在材料中傳播的時間來確定被測材料的厚度。凡能使超聲波以一恒定速度在其內部傳播的各種材料均可采用此原理測量。


適合測量金屬(如鋼、鑄鐵、鋁、銅等)、塑料、陶瓷、玻璃、玻璃纖維及其他任何超聲波的良導體的厚度。


X射線測厚儀:適用生產鋁板、銅板、鋼板等冶金材料為產品的企業,可以與軋機配套,應用于熱軋、鑄軋、冷軋、箔軋。其中,x射線測厚儀還可以用于冷軋、箔軋和部分熱軋的軋機生產過程中對板材厚度進行自動控制。


涂層測厚儀F型探頭可直接測量導磁材料(如鋼鐵、鎳)表面上的非導磁覆蓋層厚度(如:油漆、塑料、搪瓷、銅、鋁、鋅、鉻、等)。可應用于電鍍層、油漆層、搪瓷層、鋁瓦、銅瓦、巴氏合金瓦、磷化層、紙張的厚度測量,也可用于船體油漆及水下結構件的附著物的厚度測量。


涂層測厚儀:

涂層測厚儀采用電磁感應法測量涂層的厚度。位于部件表面的探頭產生一個閉合的磁回路,隨著探頭與鐵磁性材料間的距離的改變,該磁回路將不同程度的改變,引起磁阻及探頭線圈電感的變化。利用這一原理可以精確地測量探頭與鐵磁性材料間的距離,即涂層厚度。


涂層測厚儀具有兩種測量方式:連續測量方式(CONTINUE)和單次測量方式(SINGLE);

具有兩種工作方式:直接方式(DIRECT)和成組方式(APPL);

設有五個統計量:平均值(MEAN)、最大值(MAX)、最小值(MIN)、測試次數(NO.)、標準偏差(S.DEV)


涂鍍層測厚儀根據測量原理一般有以下五種類型:

1.磁性測厚法:適用導磁材料上的非導磁層厚度測量。導磁材料一般為:鋼,鐵,銀,鎳。此種方法測量精度高。

2.渦流測厚法:適用導電金屬上的非導電層厚度測量。此種較磁性測厚法精度低。

3.超聲波測厚法:適用多層涂鍍層厚度的測量或者是以上兩種方法都無法測量的場合。但一般價格昂貴,測量精度也不高。

4.電解測厚法:此方法有別于以上三種,不屬于無損檢測,需要破壞涂鍍層,一般精度也不高。測量起來比較其他幾種麻煩。

5.放射測厚法:此處儀器價格非常昂貴(一般在10萬RMB以上),適用于一些特殊場合。

國內目前使用最為普遍的是第1/2兩種方法。


激光測厚儀:

板材(鋼坯)激光厚度檢測系統具有無輻射、成本低、便于維護等特點,激光測厚儀是通過采用自主激光檢測技術及可靠的防護措施研制而成的,完全滿足熱軋板坯厚度檢測的需求。

激光測厚儀是基于三角測距原理,使用集成式的三角測距傳感。


激光測厚儀原理

器測量出從安裝支架到物體表面的距離,進而根據支架的固定距離計算得出物體的厚度。


激光束在被測物體表面上形成一個很小的光斑,成像物鏡將該光斑成像到光敏接收器的光敏面上,產生探測其敏感面上光斑位置的電信號。當被測物體移動時,其表面上光斑相對成像物鏡的位置發生改變,相應地其像點在光敏器件上的位置也要發生變化,進而可計算出被測物體的實際移動距離。


紙張薄膜測厚儀:

紙張薄膜測厚儀采用機械接觸

式測量方式,嚴格符合標準要求,有效保證了測試的規范性和準確性。專業適用于量程范圍內的塑料薄膜、薄片、隔膜、紙張、箔片、硅片等各種材料的厚度精確測量。


非接觸式紙張測厚儀:

英國真尚有公司研發的測厚儀使用了新的非接觸式測量方法,可以實現對紙張的非接觸式測量,避免對紙張造成形變引起誤差。測量精度達到微米級,是目前精度最高的測厚儀,并且可以在線測量。實現生產自動化的閉環控制。


非接觸式測厚儀的測量原理:使用兩個紙張厚度傳感器安裝在被測物(紙張)上下方,將傳感器固定在穩定的支架上,確保兩個傳感器的激光能對在同一點上。隨著被測物的移動傳感器就開始對其表面進行采樣,分別測量出目標上下表面分別與上下成對的激光位移傳感器距離,測量值通過串口傳輸到計算機,再通過我們在計算機上的測厚軟件進行處理,得到目標被測物體的厚度值。非接觸式紙張測厚儀同樣可以測量其他薄膜類、片材類物體的厚度。


磁性測厚儀:

磁性測厚儀一體式儀器結構,可以單手操作。它采用電磁感應原理,適用于測量各種磁性金屬基體上非磁性覆蓋層的厚度,可以測量鋼鐵上的各種電鍍(鍍鎳除外)、涂層、琺瑯、塑料等覆蓋層厚度,還可用于測量各種金屬箔(如銅箔、鋁箔、金箔等)和非金屬薄膜(如紙張、塑料等)的厚度。本儀器可用于生產檢驗、驗收檢驗及質量監督檢驗。符合國家標準。


渦流測厚儀:

渦流測厚儀是一種小型儀器,采用渦電流測量原理,可以方便無損地測量有色金屬基體上的油漆、塑料、橡膠等涂層,或者是鋁基體上的陽極氧化膜厚度等。該儀器廣泛應用于機械、汽車、造船、石油、化工、電鍍、噴塑、搪瓷、塑料等行業。


渦流測量原理是高頻交流信號在測頭線圈中產生電磁場,測頭靠近導體時,就在其中形成渦流。測頭離導電基體愈近,則渦流愈大,反射阻抗也愈大。與磁感應測厚儀一樣,渦流測厚儀也達到了分辨率0.1um,允許誤差1%,量程10mm的高水平。采用電渦流原理的測厚儀,原則上對所有導電體上的非導電體覆層均可測量,如航天航空器表面、車輛、家電、鋁合金門窗及其它鋁制品表面的漆,塑料涂層及陽極氧化膜。覆層材料有一定的導電性,通過校準同樣也可測量,但要求兩者的導電率之比至少相差3-5倍(如銅上鍍鉻)。雖然鋼鐵基體亦為導電體,但這類任務還是采用磁性原理測量較為合適。


測量注意事項:

1.為了減少測量體材質對測量精度的影響。建議采用不帶涂層的測量體或與測量體材質相同的標準試塊作為校準用基準塊。

2.測量完畢,輕按一下電源鍵,關斷整機電源,并在測量頭的觸頭及基準塊上涂少許油脂以防生銹。

3.本儀器有自動關機功能如不進行任何操作大約一分鐘后就自動關機。

4.儀器應防止劇烈震動、撞擊。使用后應擦凈儀器表面油污放入儀器箱內妥善保存。

5.嚴禁敲擊或碰撞探頭以免影響探頭性能;嚴禁捏住探頭尾部測量。


單用測厚儀:采用磁性測厚方法,可無損傷地檢測磁性金屬基鐵(如:鐵、鋼、合金和硬磁性鋼等)上非磁性覆層的厚度(如:鋅、鋁、鉻、銅、橡膠、油漆等)。單用測厚儀廣泛地應用于制造業、金屬加工業、化工業、商檢等檢測領域。是材料保護專業必備的儀器。符合GB/T 4956-1985 磁性金屬基體上非磁性覆層厚度的測量。便攜設計,手掌大小,采用高速的DSP芯片,具有快速的測量能力;天津市精科材料試驗機廠是專業生產油漆、涂料、油墨設備材料試驗機及涂料行業試驗室專用設備的最大型企業。人性化設計,簡單操作。在雙用探頭時自動識別鐵基和非鐵基材質,無需手動轉換,兩種校準方式,零點校準和二點校準,寬角度LCD液晶顯示,公制和英制單位轉換,具有電源欠電壓提示,操作過程有蜂鳴聲提示,具有自動關機功能。


如何選購

1、塑料上的銅、鉻層:建議用庫侖法測厚儀(會破壞鍍層)或X射線測厚儀(無損測量),如銅層在10m~200m可考慮電渦流法測厚儀(無損測量)。

2、金屬件上鍍鋅層:如在鋼鐵基體上應使用經濟的磁感應法測厚儀(無損測量)。其它金屬基體用庫侖法測厚儀(會破壞鍍層)或X射線測厚儀(無損測量)。

3、鐵基體上的電泳漆,油漆應使用經濟的磁感應法測厚儀(無損測量)。其它金屬基體上的電泳漆,油漆應使用經濟的電渦流法測厚儀(無損測量)。

4、干膜是指己固化了的油漆涂層。

5、鍍鉻層參考2項、1項。

6、車內外飾件噴漆只有用切鍥法(PIG,會破壞涂層),超聲波法(無損測量)可測10微米以上涂層,但有時測不到。

7、價格:磁感應法、電渦流法0.6~3萬;庫侖法0.8~6萬;超聲波法5.5~6萬;X射線測厚儀25~40萬。


注意事項

測厚儀的測試方法主要有:磁性測厚法,放射測厚法,電解測厚法,渦流測厚法,超聲波測厚法。


測量注意事項:

⒈在進行測試的時候要注意標準片集體的金屬磁性和表面粗糙度應當與試件相似。

⒉測量時側頭與試樣表面保持垂直。

⒊測量時要注意基體金屬的臨界厚度,如果大于這個厚度測量就不受基體金屬厚度的影響。

⒋測量時要注意試件的曲率對測量的影響。因此在彎曲的試件表面上測量時不可靠的。

⒌測量前要注意周圍其他的電器設備會不會產生磁場,如果會將會干擾磁性測厚法。

⒍測量時要注意不要在內轉角處和靠近試件邊緣處測量,因為一般的測厚儀試件表面形狀的忽然變化很敏感。

⒎在測量時要保持壓力的恒定,否則會影響測量的讀數。

⒏在進行測試的時候要注意儀器測頭和被測試件的要直接接觸,因此超聲波測厚儀在進行對側頭清除附著物質。


技術標準

HG/T 3240-1987 搪瓷測厚儀技術條件

HG/T 3240-2007 電腦膜層測厚儀

HG/T 3241-1989 內孔涂層測厚儀技術條件

HG/T 3241-2007 電腦內孔膜層測厚儀

JJF 1126-2004 超聲波測厚儀校準規范

JJG (輕工) 87-1992 便攜式地毯測厚儀檢定規程

JJG 403-1986 超聲波測厚儀

JJG 480-1987 X射線測厚儀檢定規程

JJG 818-1993 電渦流式測厚儀(試行)

JJG 889-1995 磁阻法測厚儀

NJ 372-1985 輪輞用測厚儀

ZB N 13003-1987 搪瓷測厚儀技術條件

ZB N 77001-1989超聲測厚儀通用技術條件


不同種類的測厚儀的應用

1、激光測厚儀是利用激光的反射原理,根據光切法測量和觀察機械制造中零件加工表面的微觀幾何形狀來測量產品的厚度,是一種非接觸式的動態測量儀器。它可直接輸出數字信號與工業計算機相連接,并迅速處理數據并輸出偏差值到各種工業設備。

2、X射線測厚儀利用X射線穿透被測材料時,X射線的強度的變化與材料的厚度相關的特性,滄州歐譜從而測定材料的厚度,是一種非接觸式的動態計量儀器。它以PLC和工業計算機為核心,采集計算數據并輸出目標偏差值給軋機厚度控制系統,達到要求的軋制厚度。主要應用行業:有色金屬的板帶箔加工、冶金行業的板帶加工。

3、紙張測厚儀:適用于4mm以下的各種薄膜、紙張、紙板以及其他片狀材料厚度的測量。

4、薄膜測厚儀:用于測定薄膜、薄片等材料的厚度,測量范圍寬、測量精度高,具有數據輸出、任意位置置零、公英制轉換、自動斷電等特點。

5、涂層測厚儀:用于測量鐵及非鐵金屬基體上涂層的厚度.

6、超聲波測厚儀:超聲波測厚儀是根據超聲波脈沖反射原理來進行厚度測量的,滄州歐譜當探頭發射的超聲波脈沖通過被測物體到達材料分界面時,脈沖被反射回探頭,通過精確測量超聲波在材料中傳播的時間來確定被測材料的厚度。凡能使超聲波以一恒定速度在其內部傳播的各種材料均可采用此原理測量。