一种基于扫频涡流的涂覆层厚度测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于扫频涡流的涂覆层厚度测量方法，先制作不同标准厚度的多个塑料片替代非导电涂覆层，再将塑料片依次放置在金属基体上，然后基于扫频涡流厚度检测平台采集特定频段内足够多的电涡流数据，通过matlab对电涡流数据拟合，得到涂覆层厚度与阻抗虚部变化量最小值关系式，最后在涂覆层厚度实际测量时，只需检测平台测量出被测试件的电涡流数据，从而计算出阻抗虚部变化量最小值，通过关系式换算出涂覆层厚度。系式换算出涂覆层厚度。系式换算出涂覆层厚度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于扫频涡流的涂覆层厚度测量方法


[0001]本专利技术属于电涡流无损测厚
，更为具体地讲，涉及一种基于扫频涡流的涂覆层厚度测量方法。

技术介绍

[0002]金属表面被腐蚀或磨损后，会造成设备破坏、管道泄漏、产品污染，以至酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费，使国民经济受到巨大的损失。
[0003]涂覆层技术是一门赋予材料及其零部件表面特定性能、提升材料的使用价值、延长零部件使用寿命的技术，涂覆层厚度均匀是材料具有特定保护功能的先决条件之一，涂覆层厚度及涂覆的均匀性将直接影响涂覆层的生命周期、粘结强度、应力状况、材料消耗以及基体温度分布等。因此，对涂覆层厚度进行检测与评估具有至关重要的意义。
[0004]常规单频涡流技术在涂覆层厚度检测中很难将基体的电导率、形状等干扰因素消除。扫频涡流检测技术是一种在特定频段内采集足够多涡流数据对导电试件进行检测的方法，在分析多个参数方面性能优于常规涡流检测技术。本方法基于扫频涡流检测技术，旨在研制出一套针对导电基体上非导电涂覆层的厚度检测模块。利用扫频涡流技术多参数分析的优势来消除厚度检测过程中基体材料电导率和厚度的影响，从而提高测量精度，改善环境适应性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于扫频涡流的涂覆层厚度测量方法，对不同基体上的涂覆层厚度进行测量。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术一种基于扫频涡流的涂覆层厚度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007](1)、制作金属基体；制作不同标准厚度d1,d2,
…
,d
n
，的n个塑料片替代非导电涂覆层；
[0008](2)、将不同标准厚度的塑料片依次放置在金属基体上，再将金属基体放置于水平桌面上；
[0009](3)、将电涡流探头前端的电涡流线圈与塑料片垂直贴合；
[0010](4)、设置信号发生器为扫频模式，同时设置扫描频段，扫描步长为λ；
[0011](5)、信号发生器在扫描频段内，以步长λ对基体上的塑料片d
i
进行扫描，然后记录电涡流线圈在每个频率下对应的阻抗虚部大小；
[0012](6)、将相邻两个频率下对应的阻抗虚部大小作差，得到阻抗虚部变化量，然后找出阻抗虚部变化量的最小值，并记录为Δl
i
；
[0013](7)、更换塑料片，重复步骤(5)和(6)，找出不同标准厚度的塑料片对应的阻抗虚部变化量的最小值，记为Δl1,Δl2,
…
,Δl
i
,
…
,Δl
n
；
[0014](8)、将不同标准厚度的塑料片的厚度值d1,d2,
…
,d
n
，及对应的阻抗虚部变化量的
最小值Δl1,Δl2,
…
,Δl
i
,
…
,Δl
n
输入至拟合工具matlab，通过matlab拟合出涂覆层厚度D与阻抗虚部变化量最小值l的四阶多项式；
[0015]D＝p1l4+p2l3+p3l2+p4l+p5[0016]其中，p1～p5为拟合系数；
[0017](9)、将带有涂覆层的被测试件放置在基体上，然后按照步骤(3)～(6)，找出阻抗虚部变化量的最小值Δl；
[0018](10)、令Δl＝l，代入步骤(8)中的拟合公式，从而计算出被测试件的涂覆层厚度D。
[0019]本专利技术的专利技术目的是这样实现的：
[0020]本专利技术基于扫频涡流的涂覆层厚度测量方法，先制作不同标准厚度的多个塑料片替代非导电涂覆层，再将塑料片依次放置在金属基体上，然后基于扫频涡流厚度检测平台采集特定频段内足够多的电涡流数据，通过matlab对电涡流数据拟合，得到涂覆层厚度与阻抗虚部变化量最小值关系式，最后在涂覆层厚度实际测量时，只需检测平台测量出被测试件的电涡流数据，从而计算出阻抗虚部变化量最小值，通过关系式换算出涂覆层厚度。
[0021]同时，本专利技术基于扫频涡流的涂覆层厚度测量方法还具有以下有益效果：
[0022](1)、通过将电涡流线圈虚部阻抗变化最小量作为涂覆层厚度测量的电磁不敏感量，来消除厚度检测过程中基体材料电导率和厚度的影响，得到了与基体无关的涂覆层厚度测量主曲线，从而提高测量精度，改善环境适应性。
[0023](2)、利用扫频涡流技术多参数分析的优势，与常规单频涡流技术相比，是一种在特定频段内采集足够多涡流数据对导电试件进行检测的方法，能消除基体的电导率、形状等干扰因素。
[0024](3)、采用在特定频段内采集足够多涡流数据对导电试件进行检测的方法，扫频信号具有丰富的频谱信息，在分析多个参数方面性能优于常规涡流检测技术。
[0025](4)、通过获取不同扫频频点处电涡流线圈的阻抗信息对导电待测件进行参数分析，从而得到待测件的特征信息，最终分析发现阻抗变化响应曲线中的最低点可以作为电磁不敏感特征点来消除基体的干扰，因此本专利技术对不同基体上的涂覆层厚度均能够进行测量。
附图说明
[0026]图1是本专利技术基于扫频涡流的涂覆层厚度测量方法流程图；
[0027]图2是基于扫频涡流厚度检测平台示意图；
[0028]图3是金属基体及塑料片示意图；
[0029]图4是涂覆层厚度测量曲线。
具体实施方式
[0030]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本专利技术。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本专利技术的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
[0031]实施例
[0032]图1是本专利技术基于扫频涡流的涂覆层厚度测量方法流程图。
[0033]在本实施例中，我们先对基于扫频涡流厚度检测平台进行描述，如2所示，图中测试使用的主要仪器有日置(HIOKI)公司的IM3570阻抗分析仪、信号发生器、直流电源、示波器。其中直流电源设置为12V，接入扫频涡流厚度检测硬件模块中；信号发生器设置为扫频信号，频率从10khz到510khz，步长设置为50khz；阻抗分析仪接入涡流线圈进行阻抗虚部测量。
[0034]下面我们结合测试平台，对本专利技术一种基于扫频涡流的涂覆层厚度测量方法进行详细说明，如图1所示，具体包括以下步骤：
[0035]S1、制作金属基体；
[0036]在本实施例中，制作金属基体的形状为矩形，金属基体的材质可以选用任意电导率的导电金属，如3(a)所示，例如铝、铜、304不锈钢和钛合金等；在本实施例中，选用电导率为27MS/m的铝基体进行实验。
[0037]如图3(b)所示，制作6个不同标准厚度的塑料片替代非导电涂覆层，塑料片的厚度分别为250μm、798μm、1473μm、2002μm、2518μm和3032μm六种；
[0038]S2、将不同标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于扫频涡流的涂覆层厚度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、制作金属基体；制作不同标准厚度d1,d2,
…
,d
n
，的n个塑料片替代非导电涂覆层；(2)、将不同标准厚度的塑料片依次放置在金属基体上，再将金属基体放置于水平桌面上；(3)、将电涡流探头前端的电涡流线圈与塑料片垂直贴合；(4)、设置信号发生器为扫频模式，同时设置扫描频段，扫描步长为λ；(5)、当激励信号源产生的激励信号输入至电涡流线圈后，信号发生器在扫描频段内，以步长λ对基体上的塑料片d
i
进行扫描，然后记录电涡流线圈在每个频率下对应的阻抗虚部大小；(6)、将相邻两个频率下对应的阻抗虚部大小作差，得到阻抗虚部变化量，然后找出阻抗虚部变化量的最小值，并记录为Δl
i
；(7)、更换塑料片，重复步骤(5)和(6)，找出不同标准厚度的塑料片对应的阻抗虚部变化量的最小值，记为Δl1,Δl2,
…
,Δl
i
,
…
,...

【专利技术属性】
技术研发人员：周权，陈洁瑶，钟卓文，张杰，田露露，陈聪，白利兵，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：