光热红外法涂层测厚仪的测量原理

       德国AIM Systems公司的光热红外法涂层测厚仪CoatPro可以离线或在线对涂层厚度进行非接触无损测量，测量时间短适用范围广，可以有效地帮助客户控制质量，节约成本，为客户的产线升级提供可靠的自动化检测手段，并未客户优化工艺提供重要的数据支持。

       测量原理：
光热红外法涂层测厚仪CoatPro采用的工作原理是光热红外法。利用光源照射物体表面，通过对激励光源进行强度调制，在材料中产生热波，光源激发的热量通过热波在涂层中向深处传播，这一热波在涂层与基材的边界处反射并传播出涂层以红外热辐射的形式被探测器吸收。涂层越厚，该过程花费的时间越长吗。因此利用红外探测器探测红外热辐射（相移）的信号就可以获得涂层的厚度信息。

由于表征涂层厚度（或其他参数）的不是信号幅度而是信号相位，即辐射热波相对于激发光波的时间偏移，因此这种测量方式对测量距离或探测角度的变化不敏感。这样，可以非常高精度地测量涂层厚度和面密度。光热红外法测量的精度在亚微米范围内，通常比目前工业上常用的测量方式要精确得多。

利用光热红外法进行准确的涂层测量必须满足以下两个条件：
1. 表面材料可以吸收光
2. 在涂层和基材之间有足够的热折射率差

       这些条件适用于绝大多数的材料组合，所以光热红外法涂层测厚仪适用面很广实用性很强。除了可以测量常规的金属基材表面的涂层以外，也可以很好地应用于塑料、橡胶、陶瓷和复合材料表面的涂层测量。测量所使用的激励光源对人体无害，对被测物体表面也仅加热几个开尔文（摄氏度）即可。涂层本身不受测量的影响。如前所述光热红外法涂层测厚仪测量的是信号相位，该信号与测量的距离和角度无关，所以待测物的形状和涂层表面的粗糙度对测量结果没有明显的影响。

德国AIM System涂层测厚仪采用光热红外法技术原理测量涂层的厚度，那光热红外法技术是如何进行工作的呢？详情如下：

待测样品在调制光源的激励下吸收了光辐射的能量，产生红外热辐射即热波，由于待测样品内部的多层结构或者自身缺陷而存在分界面特性的差异，导致红外热波在通过分界面时波形发生变化，不同层状结构厚度以及样品缺陷形貌对热波波形变化有不同的影响，通过探测反射热波形的随时间变化及相对激发光信号的延迟可以分析得到待测样品层状结构以及缺陷形貌尺寸的信息。
 

光热红外技术的技术优势：

1. 无损无接触式测量

2. 适用范围广：

• 适用于不同材料上的不同涂层的干膜和湿膜厚度测量，

• 可测量的基材材质不限（金属、塑料、橡胶、复合材料等)，

• 可测量的涂料种类不限（油漆、粉末涂料、粘胶剂、润滑涂层等）

• 可测量的涂装工艺不限

3. 可在曲面、粗糙表面和各种厚度的基底上测量

4. 高精度，通常在±0.5µm或更小

5. LED光源，使用安全，无辐射和激光危害

      AIM Systems 有限责任公司是一家专注于工业涂布涂覆无损检测技术的德国光电科技公司，集研发、生产、销售和服务为一体，拥有非接触无损涂层检测的技术和产品。AIM Systems公司生产的CoatPro涂层测厚仪采用光热红外法工作原理，可以在线或离线对涂层厚度进行无损非接触式测量，测量时间短适用范围广，可以有效地帮助客户控制质量，节约成本，为客户的产线升级提供可靠的自动化检测手段，并未客户优化工艺提供重要的数据支持。

      CoatPro涂层测厚仪采用的工作原理是光热红外法。利用光源照射物体表面，通过对激励光源进行强度调制，在材料中产生热波，光源激发的热量通过热波在涂层中向深处传播，这一热波在涂层与基材的边界处反射并传播出涂层以红外热辐射的形式被探测器吸收。涂层越厚，该过程花费的时间越长吗。因此利用红外探测器探测红外热辐射（相移）的信号就可以获得涂层的厚度信息。

光热红外法涂层测厚仪CoatPro的产品特性：

Ø 维护成本低，无磨损件

Ø 简单易用、快速安装，电源线和传输线二合一，以太网供电（POE）

Ø 采用人眼安全的LED光源，无需额外保护措施

Ø 连续测量的方式可实现实时不间断测量

Ø 满足ATEX标准（可选）-采用LED光源，因此可在工业防爆安全区内使用

Ø 自动生产检测报告和数据统计

光热红外法涂层测厚仪CoatPro的技术参数:

精度：±0.1%（或者更优）

测量范围：2-500微米（可根据应用要求扩展）

工作距离：100 ± 80 毫米

允许探测角度：± 70°

测量时间： ＜0.5秒

产品尺寸：33×17×10厘米

产品重量：4.4Kg

电源电压： 交流110-240V，50-60Hz

能耗功率：直流48V，1.5安（max.70w）

供电方式：以太网供电（电源及数据线合一）

数据传输： Ethernet，10/100BaseT

防护等级：IP65（可根据应用要求升级）

产品标准：VDMA 24364（LABS/PWIS）

              DIN EN 15042
              DIN EN 17119
              DIN EN ISO 61010
              RoHS

适配装置：机器臂、横动装置、固定支架 

激励光源：LED光源（可按需要更换为激励光源或UV光源）

(7) 涡流测厚仪对妨碍测头与覆盖层表面紧密接触的附着物质敏感.因此测量前应清除测头 和覆盖层表面的污物;测量时应使测头与测试表面保持恒压垂直接触.

       涂层测厚仪可无损地测量磁性金属基体上非磁性涂层的厚度及非磁性金属基体上非导电覆层的厚度，具有测量误差小、可靠性高、稳定性好、操作简便等特点，广泛应用于化工生产、金属制造等领域。但凡仪器或多或少的都会在日常操作中出现各种各样的故障，涂层测厚仪的常见故障有哪些呢？

1.示值不稳定

涂层测厚仪示值显示不稳定的原因主要是来自待测物本身的材料和结构的特殊性，比如本身是否为导磁性材料，如果是导磁性材料我们就要选择磁性涂层测厚仪，如果为导电体，我们就得选择涡流涂层测厚仪。另外，被测物的表面粗糙度和附着物也是引起测厚仪示值不稳定的重要因素，测厚仪的测头对那些妨碍与覆盖层表面紧密接触的附着物质极其敏感。必须保证探头与覆盖层表面直接接触。所以，测量前清除被测物接触面的灰尘等附着物，但不要除去任何覆盖层物质。

2.测得的结果误差较大

可能原因有基体金属磁化、基体金属厚度过小、边缘效应、工件曲率过小、表面粗糙度过大、磁场干扰探头的放置方法等。

3.屏幕不显示数值

先排除是否电池电量不足，再检查测头等线路是否断开或接触不良。

（内容来源于网络）