相敏渦流法測量原理

更新時間：2021-05-26

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涂層厚度測量的物理原理

相敏渦流法是根據標準ISO21968測量涂鍍層層厚度的一種方法，它是對傳統的振幅敏感渦流法的一種改進方法。相敏渦流法可用于測量任何基材上的導電涂層，例如，印刷電路板上的銅層，鋼鐵或絕緣材料上的鍍鎳層。

相敏渦流法相對于磁感應法或振幅敏感渦流法的一個優勢是其不太容易受到太多外界因素的影響。例如，樣品的曲率或其表面粗糙度幾乎不會影響測量結果。因此，相敏渦流法是測量小零件鍍鋅層厚度的理想選擇，且無需額外校準。

相敏渦流法所用的探頭由周圍圍繞著兩個線圈的鐵素體鐵芯組成。首先，勵磁線圈中的電流產生高頻磁場(kHz-MHz范圍)，該磁場在樣品中產生渦流。

探頭里的另一個線圈，即測量線圈，用來測量交變電阻(阻抗)。探頭的阻抗通過樣品中的渦流修正，與無樣品時探頭產生的激勵渦流相比，其相位發生偏移(相位角φ)。

相位角φ與鍍層厚度以及材料的電導率有關。如果電導率已知，則儀器將此相位與已存儲的特征曲線進行對比，并將其轉換為涂層厚度值。

相敏渦流法在測量鍍層厚度方面具有很大的優勢。如上所述，該方法的實際測量信號是直接在鍍層中產生的，這將它與磁感應法和振幅敏感渦流法區別開來，后者是測量來自底材的信號衰減。

這就是為什么探頭不必直接接觸鍍層也可測量;它甚至可以隔著其它涂層來測量它下面的金屬鍍層，如duplex測量應用.

所有的電磁測量法都是通過比較的方法。也就是將測量信號與存儲在設備中的特征曲線進行比較。為了得到正確的結果，特征曲線必須與當前條件相匹配，可通過校準來實現。

影響相敏渦流法測量鍍層厚度的主要因素是材料本身的電導率以及磁性，樣品大小也很一個關鍵因素。此外，操作者應確保在任何測量過程中始終正確放置探頭。

鍍層和基底材料的電導率決定了感應渦流的密度，從而直接影響鍍層厚度的測量值。因此，儀器必須使用與實際產品*相同的基底材料進行校準。

對于金屬的基底材料，不僅會在涂層中產生渦流，在基板中也會產生渦流。如果基底材料很薄(例如金屬薄板)，則有最小厚度的限制——這取決于測量頻率和材料。

最后重要一點，儀器的操作方式也是一個主要的影響因素。確保探頭始終垂直接觸被測面，且不受外力。為了獲得更準確的測量值，還可以借助測量臺來使探頭自動接觸樣品。

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