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防腐层测厚仪的基本原理与选择

2021.5.23

　　一、常用防腐层测厚仪的原理

　　磁吸力测量原理

　　基于测头（永久磁铁）与导磁钢材（基材）之间的吸力大小与处于这两者之间的距离成一定比例关系，这个距离就是覆层的厚度的原理。利用这一原理，只要防腐层与基材的导磁率之差足够大，就可进行测量。测厚仪基本结构由永久磁铁测头，接力簧（提供磁吸力的抵抗力），标尺及自停机构组成。测头与被测物吸合后，将测量簧在其后逐渐拉长，拉力逐渐增大，当拉力刚好大于磁吸力，测头脱离的一瞬间记录下拉力的大小即可获得覆层厚度。

　　这种仪器的特点是操作简便、坚固耐用、不用电源，价格相对较低（国际一线品牌的价格也很昂贵），很适合车间做现场质量控制，缺点在于其通过测量簧逐渐拉长的方式测量磁吸力大小，精准度有限。一般被用于如衬胶、搪瓷衬里等厚度相对较大的防腐层厚度测量，但鉴于其精度有限，作为防腐层服役期磨损趋势分析等工作时，不建议使用该类型的测厚仪。同时在使用过程中应关注该类测量方法对基材厚度的要求相对要厚，在选择仪器时需关注。

　　适用范围：铁磁性基材、非磁性防腐层、精度要求一般。

　　基于磁吸力测量原理的仪器市面上最为典型的是德国EPK MikroTest S20（量程7.5~20mm）、EPK MikroTest S10（量程2.5~10mm）、EPK MikroTest S5（量程0.5~5mm）、EPK MikroTest S3（量程0.2~3mm）、国内山东立达信的LDX-WD-QCC-B 磁性测厚仪。

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　　磁感应测量原理

　　采用磁感应原理时，软芯上绕着线圈的测头放在被测样本上时，仪器自动输出测试电流或测试信号，利用从测头经过非铁磁防腐层而流入铁磁基体的磁通的大小，或者测定与之对应的磁阻的大小来测定覆层厚度的方法。防腐层越厚，则磁阻越大，磁通越小。

　　利用磁感应原理的测厚仪，原则上可以有导磁基体上的非导磁覆层厚度。一般要求基材导磁率在500以上，如果覆层材料也有磁性，则要求与基材的导磁率之差足够大（如钢上镀镍）。

　　随着电路设计引入稳频、锁相、温度补偿等地新技术以及集成电路、芯片的发展，使测量精度和重现性有了大幅度的提高，磁性原理测厚仪可应用来精确测量防腐层厚度。

　　适用范围：铁磁性基材、非磁性防腐层、精度要求高，如钢铁表面的油漆层，瓷、搪瓷防护层，塑料、橡胶覆层，包括镍铬在内的各种有色金属电镀层，以及各种防腐涂层。

　　基于磁感应测量原理的测量仪器种类较多：如EPK Minitest1100、2100、2500、3100、4100系列测厚仪配合F型探头或FN型探头的F模式、美国Defelsko测厚仪、Elcometer测厚仪、德国QNIX系列、国内如东如等，往往磁感应测量原理与电涡流测量原理测量仪器在同品牌中同时出现，在选择时注意选择探头型号、量程、测量间隔（由于每次测量后需要退磁，不同仪器需要时间不同）。

　　注意：对于基材磁性较钢材不一致时、或防腐层带有轻微磁性时，需要在相同条件下进行标定后方可进行测量。

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　　电涡流测量原理

　　基于高频交流信号在测头线圈中产生电磁场，测头靠近导体时，就在其中形成涡流的原理进行测量防腐层厚度。测头离导电基体愈近，则涡流愈大，反射阻抗也愈大，反馈作用量表征了测头与导电基体之间距离的大小，也就是导电基体上非导电覆层厚度的大小。

　　基于上述原理，由于这类测头专门测量非铁磁金属基材上的覆层厚度，所以通常称之为非磁性测头。非磁性测头采用高频材料做线圈铁芯，例如铂镍合金或其它新材料。与磁感应原理比较，主要区别是测头不同，信号的频率不同，信号的大小、标度关系不同。

　　覆层材料有一定的导电性，通过校准同样也可测量，但要求两者的导电率之比至少相差3-5倍（如铜上镀铬），虽然钢铁基体亦为导电体，但该情况还是采用磁性原理测量较为合适。

　　适用范围：导电性基材、非导电性防腐层、精度要求高。

　　其它测量原理

　　其它测量法法中有有损方法，如：楔切法（或断面法），光截法，电解法，厚度差测量法，称重法；无损方法有：X射线荧光法，β射线反向散射法，电容法等。

　　二、测厚仪遵循标准

　　常用防腐层测厚仪器遵守的相关标准有：DIN EN ISO2178、DIN 50982、ASTM B499、ASTM E376、ASTM D1186、ASTM G12、ASTM B530、BS5411、ISO2361等标准。

　　三、防腐层测厚仪的选择