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X射線熒光鍍層厚度分析儀基本原理

更新時間:2020-06-09   點擊次數(shù):3534次

鍍層厚度分析儀簡介

鍍層厚度分析儀又叫涂鍍層測量儀、電鍍層測試儀、防腐層檢測儀、涂鍍層測試儀、涂鍍層測量儀、油漆測厚儀價格、油漆層測厚儀、油漆膜厚儀、鋼結(jié)構(gòu)油漆層測厚儀、鋼板油漆測厚儀、鋼管油漆測厚儀、油漆防腐層測厚儀、油罐防腐層測厚儀可無損地測量磁性金屬基體(如鋼、鐵、合金和硬磁性鋼等)上非磁性涂層的厚度(如鋁、鉻、銅、琺瑯、橡膠、油漆等)及非磁性金屬基體(如銅、鋁、鋅、錫等)上非導電覆層的厚度(如:琺瑯、橡膠、油漆、塑料等)。涂鍍層測厚儀具有測量誤差小、可靠性高、穩(wěn)定性好、操作簡便等特點,是控制和保證產(chǎn)品質(zhì)量*的檢測儀器,廣泛地應用在制造業(yè)、金屬加工業(yè)、化工業(yè)、商檢等檢測領(lǐng)域。

鍍層厚度測量已成為加工工業(yè)、表面工程質(zhì)量檢測的重要環(huán)節(jié),是產(chǎn)品達到優(yōu)等質(zhì)量標準的必要手段。為使產(chǎn)品化,我國出口商品和涉外項目中,對鍍層厚度有了明確要求。

 

鍍層厚度分析儀的測量方法主要有:楔切法,光截法,電解法,厚度差測量法,稱重法,X射線熒光法,β射線反向散射法,電容法、磁性測量法及渦流測量法等等。這些方法中前五種是有損檢測,測量手段繁瑣,速度慢,多適用于抽樣檢驗。

X射線和β射線法是無接觸無損測量,測量范圍較小,X射線法可測極薄鍍層、雙鍍層、合金鍍層。β射線法適合鍍層和底材原子序號大于3的鍍層測量。電容法僅在薄導電體的絕緣覆層測厚時采用。

隨著技術(shù)的日益進步,特別是近年來引入微機技術(shù)后,X射線鍍層厚度分析儀向微型、智能、多功能、高精度、實用化的方向進了一步。測量的分辨率已達0.1微米,精度可達到1%,有了大幅度的提高。它適用范圍廣,量程寬、操作簡便且價廉,是工業(yè)和科研使用廣泛的測厚儀器。

工業(yè)X射線鍍層厚度分析儀以其快速、無損、現(xiàn)場測量等優(yōu)點,已在冶金、建材、地質(zhì)、環(huán)保、商檢、考古、醫(yī)學等領(lǐng)域得到迅速推廣和應用。近幾年來X射線熒光儀已在工業(yè)鍍層及涂層厚度測量中應用越來越廣泛。*,產(chǎn)品和金屬元件表面鍍層或防腐層厚度是與產(chǎn)品質(zhì)量與性能相關(guān)的重要指標。實驗表明使用同位素X射線熒光分析方法,能夠滿足工業(yè)鍍層和涂層厚度的分析要求,并且具有無損、在線、簡便快速、可實現(xiàn)自動控制等特點。

 

X射線熒光鍍層厚度分析儀基本原理

X射線熒光就是被分析樣品在X射線照射下發(fā)出的X射線,它包含了被分析樣品化學組成的信息,通過對X射線熒光的分析確定被測樣品中各組分含量的儀器就是X射線熒光分析儀。由原子物理學的知識,對每一種化學元素的原子來說,都有其特定的能級結(jié)構(gòu),其核外電子都以其*的能量在各自的固定軌道上運行。內(nèi)層電子在足夠能量的X射線照射下脫離原子的束縛,成為自由電子,這時原子被激發(fā)了,處于激發(fā)態(tài)。此時,其他的外層電子便會填補這一空位,即所謂的躍遷,同時以發(fā)出X射線的形式放出能量。

X射線熒光鍍層厚度分析儀基本原理 

X射線熒光鍍層厚度分析儀基本原理

 

由于每一種元素的原子能級結(jié)構(gòu)都是特定的,它被激發(fā)后躍遷時放出的X射線的能量也是特定的,稱之為特征X射線。通過測定特征X射線的能量,便可以確定相應元素的存在,而特征X射線的強弱(或者說X射線光子的多少)則代表該元素的含量。

 

鍍層厚度分析儀根據(jù)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。此種方法較磁性測厚法精度低。

3.超聲波測厚法

目前國內(nèi)還沒有用此種方法測量涂鍍層厚度的,國外個別廠家有這樣的儀器,適用多層涂鍍層厚度的測量或則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。測量起來較其他幾種麻煩。

5.放射測厚法

此種儀器價格昂貴,適用于一些特殊場合。

 

常規(guī)鍍層厚度分析儀的原理

對材料表面保護、裝飾形成的覆蓋層,如涂層、鍍層、敷層、貼層、化學生成膜等,在有關(guān)國家和標準中稱為覆層(coating)。覆層厚度測量已成為加工工業(yè)、表面工程質(zhì)量檢測的重要一環(huán),是產(chǎn)品達到優(yōu)等質(zhì)量標準的*手段。為使產(chǎn)品化,我國出口商品和涉外項目中,對覆層厚度有了明確的要求。

覆層厚度的測量方法主要有:楔切法,光截法,電解法,厚度差測量法,稱重法,X射線熒光法,β射線反向散射法,電容法、磁性測量法及渦流測量法等。

這些方法中前五種是有損檢測,測量手段繁瑣,速度慢,多適用于抽樣檢驗。X射線和β射線法是無接觸無損測量,但裝置復雜昂貴,測量范圍較小。因有放射源,使用者必須遵守射線防護規(guī)范。X射線法可測極薄鍍層、雙鍍層、合金鍍層。β射線法適合鍍層和底材原子序號大于3的鍍層測量。電容法僅在薄導電體的絕緣覆層測厚時采用。

隨著技術(shù)的日益進步,特別是近年來引入微機技術(shù)后,采用磁性法和渦流法的測厚儀向微型、智能、多功能、高精度、實用化的方向進了一步。測量的分辨率已達0.1微米,精度可達到1%,有了大幅度的提高。它適用范圍廣,量程寬、操作簡便且價廉,是工業(yè)和科研使用廣泛的測厚儀器。采用無損方法既不破壞覆層也不破壞基材,檢測速度快,能使大量的檢測工作經(jīng)濟地進行。

 

鍍層厚度分析儀測量原理與儀器

一. 磁吸力測量原理鍍層厚度分析儀

磁鐵(測頭)與導磁鋼材之間的吸力大小與處于這兩者之間的距離成一定比例關(guān)系,這個距離就是覆層的厚度。利用這一原理制成測厚儀,只要覆層與基材的導磁率之差足夠大,就可進行測量。鑒于大多數(shù)工業(yè)品采用結(jié)構(gòu)鋼和熱軋冷軋鋼板沖壓成型,所以磁性測厚儀應用廣。測厚儀基本結(jié)構(gòu)由磁鋼,接力簧,標尺及自停機構(gòu)組成。磁鋼與被測物吸合后,將測量簧在其后逐漸拉長,拉力逐漸增大。當拉力剛好大于吸力,磁鋼脫離的一瞬間記錄下拉力的大小即可獲得覆層厚度。新型的產(chǎn)品可以自動完成這一記錄過程。不同的型號有不同的量程與適用場合。這種儀器的特點是操作簡便、堅固耐用、不用電源,測量前無須校準,價格也較低,很適合車間做現(xiàn)場質(zhì)量控制。

二. 磁感應測量原理鍍層厚度分析儀

采用磁感應原理時,利用從測頭經(jīng)過非鐵磁覆層而流入鐵磁基體的磁通的大小,來測定覆層厚度。也可以測定與之對應的磁阻的大小,來表示其覆層厚度。覆層越厚,則磁阻越大,磁通越小。利用磁感應原理的測厚儀,原則上可以有導磁基體上的非導磁覆層厚度。一般要求基材導磁率在500以上。如果覆層材料也有磁性,則要求與基材的導磁率之差足夠大(如鋼上鍍鎳)。當軟芯上繞著線圈的測頭放在被測樣本上時,儀器自動輸出測試電流或測試信號。早期的產(chǎn)品采用指針式表頭,測量感應電動勢的大小,儀器將該信號放大后來指示覆層厚度。近年來的電路設(shè)計引入穩(wěn)頻、鎖相、溫度補償?shù)鹊匦录夹g(shù),利用磁阻來調(diào)制測量信號。還采用設(shè)計的集成電路,引入微機,使測量精度和重現(xiàn)性有了大幅度的提高(幾乎達一個數(shù)量級)?,F(xiàn)代的磁感應測厚儀,分辨率達到0.1um,允許誤差達1%,量程達10mm。磁性原理測厚儀可應用來測量鋼鐵表面的油漆層,瓷、搪瓷防護層,塑料、橡膠覆層,包括鎳鉻在內(nèi)的各種有色金屬電鍍層,以及化工石油待業(yè)的各種防腐涂層。

三. 電渦流測量原理鍍層厚度分析儀

高頻交流信號在測頭線圈中產(chǎn)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。這個反饋作用量表征了測頭與導電基體之間距離的大小,也就是導電基體上非導電覆層厚度的大小。由于這類測頭專門測量非鐵磁金屬基材上的覆層厚度,所以通常稱之為非磁性測頭。非磁性測頭采用高頻材料做線圈鐵芯,例如鉑鎳合金或其它新材料。與磁感應原理比較,主要區(qū)別是測頭不同,信號的頻率不同,信號的大小、標度關(guān)系不同。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。

 

鍍層厚度分析儀使用注意事項

1.儀器供電電壓必須與儀器銘牌上的電壓一致。儀器必須使用三線插頭連到一個已接地的插座上。

2.鍍層厚度分析儀為精密儀器,建議配備高精度的穩(wěn)壓電源。計算機和儀器應配備不間斷電源(UPS)。

3.鍍層厚度分析儀應特別注意與存在電磁的場合隔離開來。

4.儀器適合在10~40℃(50~104℉)的環(huán)境溫度下操作使用,在0~50℃(32~122℉)的溫度下存放。操作和存放的允許濕度范圍在0~65%之間(非冷凝)。在操作過程中,環(huán)境溫度和濕度應保持恒定。

5.儀器曝曬在陽光下時溫度極易超過50℃。所以請不要在這樣的環(huán)境下操作和存放儀器,以避免高溫對儀器造成損害。

6.為避免短路,嚴禁儀器與液體直接接觸。如果液體進入儀器,請立刻關(guān)閉儀器并在重新使用前請技術(shù)人員檢查儀器。

7.鍍層厚度分析儀不能用于酸性環(huán)境和易爆場合。

8.不要弄臟和刮擦元素片或調(diào)校標準片,否則會造成讀數(shù)錯誤。

9.不要用任何機械或化學的方法清除元素片或調(diào)校標準片上的污物。如果必要的話,可以用一塊不起毛的布輕輕擦除臟物。

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