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技术支持

相敏涡流法测量原理

更新时间:2021-05-26   点击次数:1399次

涂层厚度测量的物理原理

相敏涡流法是根据标准ISO21968测量涂镀层层厚度的一种方法,它是对传统的振幅敏感涡流法的一种改进方法。相敏涡流法可用于测量任何基材上的导电涂层,例如,印刷电路板上的铜层,钢铁或绝缘材料上的镀镍层。 

相敏涡流法相对于磁感应法 或振幅敏感涡流法的一个优势是其不太容易受到太多外界因素的影响。例如,样品的曲率或其表面粗糙度几乎不会影响测量结果。因此,相敏涡流法是测量小零件镀锌层厚度的理想选择,且无需额外校准。 

相敏涡流法的工作原理

相敏涡流法所用的探头由周围围绕着两个线圈的铁素体铁芯组成。首先,励磁线圈中的电流产生高频磁场(kHz-MHz范围),该磁场在样品中产生涡流。 

探头里的另一个线圈,即测量线圈,用来测量交变电阻(阻抗)。探头的阻抗通过样品中的涡流修正,与无样品时探头产生的激励涡流相比,其相位发生偏移(相位角φ)。 

相位角φ与镀层厚度以及材料的电导率有关。如果电导率已知,则仪器将此相位与已存储的特征曲线进行对比,并将其转换为涂层厚度值。

非接触测量

相敏涡流法在测量镀层厚度方面具有很大的优势。如上所述,该方法的实际测量信号是直接在镀层中产生的,这将它与磁感应法和振幅敏感涡流法区别开来,后者是测量来自底材的信号衰减。 

这就是为什么探头不必直接接触镀层也可测量;它甚至可以隔着其它涂层来测量它下面的金属镀层,如duplex测量应用. 

测量过程中需要注意的事项

所有的电磁测量法都是通过比较的方法。也就是将测量信号与存储在设备中的特征曲线进行比较。为了得到正确的结果,特征曲线必须与当前条件相匹配,可通过校准来实现。 

正确的校准才是关键!

影响相敏涡流法测量镀层厚度的主要因素是材料本身的电导率以及磁性,样品大小也很一个关键因素。此外,操作者应确保在任何测量过程中始终正确放置探头。

电导率的影响

镀层和基底材料的电导率决定了感应涡流的密度,从而直接影响镀层厚度的测量值。因此,仪器必须使用与实际产品*相同的基底材料进行校准。

样品厚度的影响

对于金属的基底材料,不仅会在涂层中产生涡流,在基板中也会产生涡流。如果基底材料很薄(例如金属薄板),则有最小厚度的限制——这取决于测量频率和材料。 

操作人员的影响

最后重要一点,仪器的操作方式也是一个主要的影响因素。确保探头始终垂直接触被测面,且不受外力。为了获得更准确的测量值,还可以借助测量台来使探头自动接触样品。

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