现代超声波镀膜厚度测量仪器操作简单，价格实惠，性能可靠。
涂料的设计目的是在制造商指定的紧密厚度范围内应用时，最好地执行其预期功能。例如，用于木材的转换清漆比其他涂料更硬，不应使用超过5密耳的干厚度，以防止开裂或其他表面处理故障。硝基漆通常应保持低于3密耳。当应用漆底漆和裂纹涂层以达到理想的裂纹整理效果时，一致的密耳厚度是至关重要的。
在中密度纤维板(MDF)上，粉末涂层厚度通常在3到9密耳之间。通常，涂层越厚，成品越耐用。工厂规格通常要求规定±1 mil公差。这种质量水平不能仅通过观察涂层来确定;相反，它必须用精确的仪器来测量。
精确测量表面厚度还有其他好处。当公司检查和验证来料的涂层质量时，他们避免了浪费金钱来返工产品。通过检查喷涂操作员的技术，他们确保涂层的应用符合制造商的建议。此外，应用正确的薄膜厚度可以确保高水平的整体效率。最后，定期测试可以减少由于加工缺陷而导致的客户退货数量。
对于金属，通常为了质量控制和检查目的而测量涂层厚度。当基本金属是碳钢时，使用磁法。涡流装置用于其他金属，如铜和铝。然而，由于这些仪器不能测量木材或塑料表面的厚度，因此使用了替代技术，包括:
- 光学剖面图(切割涂层部分，并在显微镜下观察切割)
- 高度测量(用千分尺测量前后)
- 重量测量(通过测量涂层的质量和面积来计算厚度)
- 将湿膜厚度计浸入湿漆中，用固体体积百分比计算干膜厚度
- 替换(在木质或塑料部件旁边放置一个钢制优惠券，同时涂覆)
随着先进超声波仪器的到来，许多精加工企业已经转向使用这种精确的测量技术进行无损检测。
图1。PosiTector 200超声波涂层厚度计。
超声波的突破
质量专业人员已经熟悉超声波检测的各个方面，在超声波检测中使用高频声能进行检查和测量。超声波检测可以检测和评估金属缺陷，测量尺寸，确定材料特性和完成其他测量任务。壁厚测量可能是超声波检测中最常见和最简单的方法。精密超声波壁厚仪允许快速测量物体的厚度，而不需要访问两侧。然而，对于涂层测量，这些仪表并不理想。它们没有足够的灵敏度来测量丙烯酸填料、工厂底漆、漆、紫外线(UV)饰面、粉末涂料和其他用于木材和塑料的材料的厚度。188金宝搏bet官网
14年前，市场上出现了第一台专门用于涂层厚度测量的手持仪器。这些仪器的现代版本使用单元件换能器和先进的数值技术来过滤和增强数字化回波，使仪器更加准确和可靠(见图1)。
图2。超声波振动反射涂层界面。
声音测量技术
超声波涂层厚度测量的工作原理是使用探头(换能器)在应用于表面的耦合器的协助下向涂层发送超声波振动。振动在涂层中传播，直到它遇到具有不同机械性能的材料-通常是基材，但也可能是不同的涂层层。振动，部分反映在这个界面，传播回换能器。与此同时，一部分传递振动继续超越该界面，并在它遇到的任何材料界面上经历进一步的反射(见图2)。由于可能会出现大量的回声，超声波测量计的设计目的是选择最大或“最响亮”的回声，从中计算厚度测量。在多层应用中测量单个层的仪器也倾向于最大的回声。用户只需输入要测量的层数，比如三层，测量仪就会测量出三个最大的回声。该仪器忽略了涂层缺陷和基材层的软回波。
图3。两个涂层/基材区域不均匀的例子。
测量精度
任何超声波测量的精度直接对应于被测量表面的声速。因为超声波仪器测量的是超声波脉冲的传输时间，所以它们必须根据特定材料中的“声速”进行校准。从实际的角度来看，在木材或塑料工业中使用的涂层材料之间，声速值变化不大。188金宝搏bet官网因此，超声波涂层厚度计通常不需要调整工厂校准设置。
然而，影响超声波测量精度和可重复性的一个因素是这些涂层与衬底的界面。图3显示了涂层木材的两个示例。这些照片的分辨率比大多数现场破坏测试的分辨率都高，清楚地显示了漆面和木材之间的边界。表面可能看起来很光滑，但厚度可能不一致。木材基材通常是颗粒状的，具有不同程度的表面粗糙度和底漆渗透。这种孔隙度和粗糙度可能会促进粘附，但它们增加了通过任何方法获得可重复厚度测量的难度。
超声波计的设计是为了平均小的不规则，以产生有意义的结果。在特别粗糙的表面或基材上，单个读数似乎不可重复，比较一系列平均结果通常可以提供可接受的重复性(见图4)。
图4。有些工具提供统计分析。在这个例子中，已经进行了10次测量。4.5密耳的最后一次测量显示了所有10个读数的平均值，标准差和最大值/最小值。
确保正确的声音
超声波检测为木材工业带来了明显的好处。木制家具、地板和乐器制造商通常会涂上几层漆或类似的整理材料。188金宝搏bet官网一些工艺要求能够识别单个层或一系列层的厚度。例如，当使用错误的厚度时，用于美化和保护高质量吉他的涂层很容易减损它的声音。过多的涂层会抑制吉他的声学共振;太少会产生相反的效果。乐器制造商现在使用超声波计来准确和无损地测量他们有价值的产品上的漆。由于使用这种新技术，他们不仅减少了漆的使用，而且能够在不过度中断生产过程的情况下进行有意义的测量。不需要报废产品来测量涂层厚度，可以轻松测量整个表面的厚度，确保涂层光滑、均匀。由于增加了控制涂层过程的能力，返工被最小化。
图5。一些仪器测量多层系统中的各个层。在这个例子中，第一层是4.1 mils厚，第二层是1.4 mils厚，第三层是1.8 mils厚，总厚度是7.3 mils。图形液晶显示三个“峰”代表三个材料界面。
分层测量
超声波涂层厚度仪在多层涂层应用中测量单个涂层的能力在塑料涂层中特别有用(见图5)。例如，汽车塑料表面处理涉及应用几层涂层以获得完整的美学外观和保护性能。长期以来，制造商和涂抹者都认为没有简单可靠的方法来无损地测量塑料基材上的涂层。他们通常的解决方案是将金属(钢或铝)券放在零件旁边，然后用机械或电子(磁或涡流)计测量施加在券上的厚度。这种劳动密集型的解决方案是基于(通常不准确的)假设，即放置在一般涂层区域的平面贴片与所讨论的塑料部件具有相同的油漆轮廓。
超声波解决方案使用户能够测量实际零件的总涂层厚度，以及识别多个不同的层，从而确保更高的精度和更好的表面质量。
最后的回音
超声波涂层厚度测量现在是木材和塑料工业中公认的可靠的测试常规。标准测试方法见ASTM D6132-04，“用超声波计无损测量应用有机涂层干膜厚度的标准测试方法”(2004,ASTM)。为了验证压力表校准，环氧涂层厚度标准可追溯至国家标准组织的认证。现在可以对以前需要破坏性测试或实验室分析的材料进行快速、无损的厚度测量。188金宝搏bet官网这项新技术提高了精加工车间的一致性和吞吐量。潜在的成本削减包括:
- 通过控制涂层的厚度，最大限度地减少过度涂层造成的浪费
- 通过对操作人员的直接反馈和改进的过程控制，最大限度地减少返工和维修
- 通过破坏性的涂层厚度测量来消除破坏或修复物体的需要
有关超声波涂层厚度测量的更多信息，请访问www.defelsko.com．
*油漆应用过程，如湿对湿，可能无法在层间提供足够的边界界面，以使超声波计捕捉反射信号。此外，为了确定单个层的厚度，应用大于25微米(1 mil)的涂层提供了最佳的测量结果。
