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摘 要文章介绍了一种适用于路灯灯杆涂层厚度检测的方法，并详细介绍涂层测厚仪的结构及其检测原理、检测方法和注意事项。
关键词路灯灯杆电磁感应电涡流覆层测厚使用方法注意事项 前言对路灯灯杆材料表面保护、装饰形成的覆盖层，如涂层、镀层、敷层、贴层、化学生成膜等，在有关国家和国际标准中称为覆层（coating）。 覆层厚度测量已成为加工工业、表面工程质量检测的重要一环，是产品达到优等质量标准的必备手段。为使产品国际化，我国出口商品和涉外项目中，对覆层厚度有了明确的要求。覆层厚度的测量方法主要有：磁性测量法、涡流测量法、楔切法、光截法、电解法、厚度差测量法、称重法、X射线荧光法、β射线反向散射法及电容法等。本文主要介绍一种适用于路灯灯杆表面涂层厚度测量的方法。 随着技术的日益进步，特别是近年来引入微机技术后，采用磁性法和涡流法的测厚仪向微型、智能、多功能、高精度、实用化的方向进了一步，测量的分辨率已达0.1微米，精度可达到1%，有了大幅度的提高。它适用范围广、量程宽、操作简便且价廉，是工业和科研使用最广泛的测厚仪器。 同时，该方法既不破坏覆层也不破坏基材，检测速度快，能使大量的检测工作经济地进行。 一、覆层测厚仪测量方法及原理 当测头与覆盖层接触时，测头和磁性金属基体构成一闭合磁路，由于非磁性覆盖层的存在，使磁路磁阻变化，通过测量其变化可导出覆盖层的厚度，如图1所示。
2、电涡流测量法 ( N 型测头 )利用高频交变电流在线圈中产生一个电磁场，当测头与覆盖层接触时，金属基体上产生电涡流，并对测头中的线圈产生反馈作用，通过测量反馈作用的大小可导出覆盖层的厚度，如图2所示。
二、测量仪器简介 仪器由主机、标注样片、标准基体、充电器一个组成。如图3所示
1.测头 2.液晶显示屏幕 3.▲键 4.▼键 5.MODE键 6.ON/C键 7.充电插座 8.打印机插座 9.外壳 三、仪器的校准 为使测量准确，应在测量场所对仪器进行校准。 1、校准标准片（包括箔和基体） 已知厚度的箔或已知覆盖层厚度的试样均可作为校准标准片。简称标准片。 （1）校准箔 “箔”是指非磁性金属或非金属的箔或垫片，“箔”有利于曲面上的校准。 （2）有覆盖层的标准片 采用已知厚度的、均匀的并与基体牢固结合的覆盖层作为标准片，同时覆盖层应是非磁性的。 2、基体 （1）标准基体金属的磁性和表面粗糙度，应当与待测试件基体金属的磁性和表面粗糙度相似。为了证实标准片的适用性，可用标准片的基体与待测试件基体上所测得的读数进行比较。 （2）如果待测试件的基体金属厚度没有超过参数表中所规定的临界厚度，可采用下面两种方法进行校准： 1)在与待测试件的基体金属厚度相同的金属标准片上校准； 2)用一足够厚度的，电学或磁学性质相似的金属衬垫标准片或试件，但必须使基体金属与衬垫金属之间无间隙。对两面有覆盖层的试件，不能采用该方法。 （3）如果待测覆盖层的曲率已达到不能在平面上校准，则有覆盖层的标准片的曲率或置于校准箔下的基体金属的曲率应与试样的曲率相同。 3、校准方法 （1）零点校准 1）在基体上进行一次测量。 2）按下校准确认键即完成零点校准。 3）要准确地校准零点，须重复上述过程以获得基体测量值小于 1µm，这样有利于提高测量精度。零点校准完成后就可进行测量了。 （2）二点校准 1）先进行零点校准。 2）在厚度大致等于预计的待测覆盖层厚度的标准片上进行一次测量。 3）修正读数，使其达到标准片上的标称值。校准已完成，可以开始测量了。 4）如欲较准确地进行二点校准，可重复上述过程，以提高校准的精度，减少偶然误差。 （3）在喷沙表面上校准 喷沙的表面特性导致了其测量值易大大偏离真值，其覆盖层厚度大致可用下面的方法确定： 1）在曲率半径和基材相同的平滑表面校准好。 2）在未涂覆的经过同样喷沙处理的表面测量10次左右，得到平均值 Mo。 3）在已涂覆的表面上测量 10 次得到平均值 Mm。 4）（Mm—Mo）±S 即是覆盖层厚度。其中 S（标准偏差）是 SMm 和 SMo 中较大的一个。 （4）仪器的基本校准 在下述情况下，改变基本校准是有必要的：测头顶端被磨损、测头修理后、特殊的用途。在测量中如果误差明显超出给定范围，则应对测头的特性重新进行校准，称为基本校准。通过输入 6 个校准值（一个零值和 5 个厚度值）可重新校准测头。基本校准操作方法如下： 1）进入基本校准方式。 2）先进行零点校准。可连续重复多次，以获得一个多次校准的平均值，这样可提高校准的准确性。 3）使用标准片，按厚度增加的顺序做五个厚度的校准。每个厚度应至少是上一个厚度的1.6 倍以上，理想的情况是2倍。例如：50、100、200、400、800µm。最大值应接近、但低于测头的最大测量范围。 4）在输入 6 个校准值后，测量一下零点，仪器自动关闭，新的校准值已存入仪器。当再次开机时，仪器将按新的校准值工作。 四、与仪器使用有关的注意事项 1、影响测量精度的因素及有关说明 影响测量精度的因素主要有：基体金属磁性、基体厚度、边缘效应、曲率、表面粗糙度、外界磁场、附着物质、测头压力、测头位置、试样的变形等。 （1）基体金属磁性 磁性法测厚受基体金属磁性变化的影响（在实际应用中，低碳钢磁性的变化可以认为是轻微的），为了避免热处理及冷加工因素的影响，应使用与试件基体金属具有相同性质的标准片对仪器进行校准，亦可用待涂覆试件进行校准。 （2）基体金属厚度 每一种仪器都有一个基体金属的临界厚度。大于这个厚度，测量就不受基体金属厚度的影响。 （3）曲率 试件的曲率对测量有影响，这种影响总是随着曲率半径的减少明显地增大。 （4）表面粗糙度 基体金属和覆盖层的表面粗糙程度对测量有影响，粗糙程度增大，影响增大。粗糙表面会引起系统误差和偶然误差，每次测量时，在不同位置上应增加测量的次数，以克服这种偶然误差。 如果基体金属粗糙，还必须在未涂覆的粗糙度相类似的基体金属试件上取几个位置校对仪器的零点，或用对基体金属没有腐蚀的溶剂溶解除去覆盖层后，再校对仪器的零点。 （5）磁场 周围各种电气设备所产生的强磁场，会严重地干扰磁性法测厚工作。 （6）附着物质 仪器一般对那些妨碍测头与覆盖层表面紧密接触的附着物质较敏感，因此，必须清除附着物质，以保证仪器测头和被测试件表面直接接触。 （7）测头压力 测头置于试件上所施加的压力大小会影响测量的读数，因此需保持一个基本恒定的压力。 （8）测头的放置 测头的放置方式对测量有影响，在测量中，应当使测头与试样表面保持垂直。 （9）试件的变形 测头会使软覆盖层试件变形，因此在这些试件上会测出不太可靠的数据。 2、关于测量结果的说明 （1）根据统计学的观点，一次读数往往是不可靠的，因此仪器的测量显示值一般都是多次测量值的平均值。 （2）为使测量更加准确，可在待测点多次测量，并用删除功能对粗大误差进行删除，并获取五个统计量：平均值（MEAN）、最大值（MAX）、最小值（MIN）、测试次数（NO．）、标准偏差（S．DEV）。 （3）按照国际标准，最终的测量结果可以表达为：CH=M±2S 其中： CH—涂层厚度 M—多次测量的平均值（MEAN） S—标准偏差（S．DEV） ［1］浅谈涂层测厚仪工作原理与常见故障杨琳黑龙江省计量检定测试院，黑龙江哈尔滨 150036. ［2］JJG818-2005、磁性、涡流式覆层厚度测量仪检定规程[Z]。 ［3］GB/T4956-2003、磁性基体上非磁性覆盖层覆盖层厚度测量磁性法[Z] ［4］JB/T8393-1996.磁性、涡流式覆层厚度测量仪[Z] |
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