厚度仪工作原理、分类、特点和主要技术参数
2025年02月05日 16:08:33
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厚度仪是用来测量材料及物体厚度的仪表。在本文介绍厚度仪工作原理、分类、特点和主要技术参数。
超声波厚度仪按工作原理可分为超声波厚度仪、激光厚度仪、射线厚度仪、涡流厚度仪。
超声波厚度仪工作原理①超声波厚度仪的工作原理
超声波厚度仪主要由主机和探头两部分组成。主机电路包括发射电路、接收电路、计数显示电路三部分，由发射电路产生的高压 冲击波激励探头，产生超声波发射脉冲波，脉冲波经介质界面反射后被接收电路接收，通过单片机计数处理后， 即得出厚度值，它主要根据声波在试样中的传播速度乘以通过 试样时间的一半而得到试样的厚度，即：D=vt/2，式中D为被测物体的厚度；v为超声波在被测物体中的速度；t为超声波脉冲在被测物体两表面间的往返一次的时间。
②激光厚度仪的工作原理
激光厚度仪是利用激光的反射原理，根 据光切法测量和观察机械制造中零件加工表面的微观几何形状来测量产品的厚度，是一种非接触式的动态测量仪器。它可直接输出数字信号与工业计算机相连接，处理数据并输出偏差值到各种工业设备。激光厚度仪测量原理如图所示。
激光厚度仪是基于三角测距原理，使用集成式的三角测距传感器测量出从安装支架到物体表面的距离，进而根据支架的固定距离计算得出物体的厚度。
激光束在被测物体表面上形成一个很小的光斑，成像物镜将该光斑成像到光敏接收器的光敏面上，产生探测其敏感面上光斑位置的电信号。当被测物体移动时，其表面上光斑相对成像物镜的位置发生改变，相应地其像点在光敏器件上的位置也要发生变化，进而可计算出被测物体的实际移动距离。
③射线厚度仪的工作原理
射线测厚仪利用X射线穿透被测材料时，射线强度的变化与材料的厚度相关的特性，从而测定材料的厚度，是一种非接触式的动态计量仪器。
④涡流厚度仪的工作原理
涡流厚度测量原理是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。测头离导电基体愈近，则涡流愈大，反射阻抗也愈大。与磁感应测厚仪一样，涡流厚度仪分辨率也达到了0.1μm, 允许误差1%，量程10mm的高水平。采用电涡流原理的测厚仪，原则上对所有导电体上的非导电体覆层均可测量，如航天航空器表面、车辆、家电、铝合金门窗及其他铝制品表面的漆，塑料涂层及阳极氧化膜。覆层材料有一定的导电性，通过校准即可测量，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，但这类任务还是采用磁性原理测量较为合适。涡流厚度仪是一种小型仪器，采用涡电流测量原理，可以方便无损地测量有色金属基体上的油漆、塑料、橡胶等涂层，或者是铝基体上的阳极氧化膜厚度等。
厚度仪主要特点◆适合测量如钢、铸铁、铝、铜等金属，塑料、陶瓷、玻璃、玻璃纤维及其他任何超声波良导体的厚度。◆可配备多种不同频率、不同晶片尺寸的双晶探头。◆具有探头零点校准、两点校准功能，可对系统误差进行自动修正。◆测量厚度范围宽：0.08~635mm。◆穿透能力强，可以测量表面带有漆面或涂层的材料。◆可测量厚度、声速和渡越时间。◆高精度，高分辨率，稳定性好。◆具有最小厚度值捕获功能。◆可设置上下限值，对限值外的测量值自动报警。非线性自动补偿功能，仪器可以对探头非线性误差进行修正，以提高测量准确度。
厚度仪主要技术参数◆信号输出：USB接口，RS485, Modbus，VGA标准输出。◆分辨率：0.001mm、0.01mm或0.1mm。◆重复性：±0.05mm。◆显示屏：便携式：320×240点阵，2.4in真彩屏。◆连续测厚仪：20in以上彩色监视器，19in标准机架。◆测量速率：4Hz，8Hz，16Hz可调。◆材料声速范围：500~9999m/s，0.0197~0.3937in/μs。◆测量范围：0.08~635mm。◆测量精度：±(0.5%H+0.04)mm。
厚度仪分类厚度仪是用来测量材料及物体厚度的仪表。在工业生产中常用来连续或抽样测量产品的厚度(如钢板、钢带、薄膜、纸张、金属箔片等材料)。有利用α射线、β射线、γ射线穿透特性的放射性厚度仪，有利用超声波频率变化的超声波厚度仪，有利用涡流原理的电涡流厚度仪，还有利用机械接触式测量原理的厚度仪等。
按照测量方式不同，厚度仪可以大致分为：接触式厚度仪，包括点接触式厚度仪、面接触式厚度仪等；非接触式厚度仪，包括激光厚度仪、超声波厚度仪、涂层测厚仪、射线厚度仪、白光干涉厚度仪、电解式测厚仪、管厚规等。
按照使用方式不同，厚度仪可以大致分为便携式测厚仪、连续在线测厚仪等。便携式测厚仪用于产品检验、管理等间断性厚度测量；连续在线测厚仪用于工业生产过程中连续厚度的测量，控制产品质量。
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