CN106289140A - 非金属基体表面涂层厚度检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非金属基体表面涂层厚度检测装置，包括套筒，固定设置在套筒顶部的电机，设置在所述的套筒内并受所述的电机驱动上下移动的底座，固定设置在底座下端部的测量头，定位在测量头和底座间的压力传感器。本发明用于非金属基体表面涂层厚度检测，可测量毫米级别的涂层，测量精度可达0.1mm，具有检测周期短、检测装置便携、检测结果可靠性高等诸多优点，能实现涂层厚度的高效无损检测，对非金属基体涂层厚度检测技术的发展具有推动作用。而且本发明装置的设计成本低，在实际检测工作中的工序少，可降低工作人员的劳动强度，提高检测工作的安全性，具有良好的推广和应用价值。

Description

非金属基体表面涂层厚度检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及涂层厚度检测技术领域，特别是涉及一种非金属基体表面涂层厚度检测装置及检测方法。

背景技术

涂料在喷涂的过程中，会不可避免的出现漏涂、少涂、堆积、流渍、气泡等涂层质量问题。此外，暴露在户外的设备受环境影响也会出现涂层缺陷等质量问题。目前，国内针对非金属基体表面涂层缺陷、流渍等质量问题的检测方法研究相当欠缺。通过分析现阶段检测方法，研究出一种非金属基体表面涂层厚度检测装置，能有效地完成涂层厚度及均匀度的无损检测，具有检测周期短、检测装置便携、检测结果可靠性高等诸多优点。此装置对各个领域检测技术的发展有促进作用。

近年来，涂层厚度检测技术应用于航空航天、铁路运输、生产制造、化工制药等许多领域，保障机械生产制造设备的安全运行和工作人员的人身安全。国内大多数涂层厚度检测方法都是应用于金属基体表面的涂层厚度检测，如钢表面的油漆涂层、铜表面的陶瓷涂层、铁表面的镀锌涂层等。在生产实际中普遍采用的涂层厚度检测技术可以分为：超声波检测、射线检测、涡流检测、磁粉检测、渗透检测等等。近几年来也不断研究出新的检测技术，如微波技术、红外技术等。这些技术均属于无损检测的范畴，并在金属基体表面的涂层厚度检测领域得到广泛的应用。

而在非金属基体表面涂层厚度检测技术方面，目前多采用探针法这类对被测涂层有损伤的检测方法。这类方法不仅破坏了涂层的完整性，而且降低了被测物体的性能，给设备的正常运行带来了隐患。因此，现阶段在非金属基体表面涂层厚度检测方法急需进一步的研究和改进。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种非金属基体表面涂层厚度检测装置。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种非金属基体表面涂层厚度检测装置，包括套筒，固定设置在套筒顶部的电机，设置在所述的套筒内并受所述的电机驱动上下移动的底座，固定设置在底座下端部的测量头，定位在测量头和底座间的压力传感器。

所述的非金属基体为高硬度非金属材质。

所述的压力传感器为薄膜压力力敏传感器，所述的测量头贴合在所述的底座下端面。

所述的电机通过丝杠螺母驱动所述的底座上下移动。

所述的套筒为电胶木材质，在所述的筒体顶部设置有盖板，所述的电机固定在盖板上。

在所述的测量头通过与所述的底座固定连接的圆环定位。

在所述的套筒的侧壁上开用以将压力传感器与外部连接的线孔，在相异侧开有导槽，在底座位置设置有与导槽对应的导销。

一种使用非金属基体表面涂层厚度检测装置的检测方法，包括以下步骤，

1)将所述的套筒相对于待检测非金属基体固定，并设定压力检测起始值和压力检测终止值；

2)驱动电机带动底座靠近所述的待检测非金属基体并使测量头与其接触并产生挤压；

3)读取压力传感器数值当其达到压力检测起始值时开始计时，当达到压力检测终止值时停止计时，

4)根据时间间隔、电机转速计算压力值从压力检测起始值到压力检测终止值之间的底座的位移，并根据材料弹性性能计算涂层厚度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明用于非金属基体表面涂层厚度检测，可测量毫米级别的涂层，测量精度可达0.1mm，具有检测周期短、检测装置便携、检测结果可靠性高等诸多优点，能实现涂层厚度的高效无损检测，对非金属基体涂层厚度检测技术的发展具有推动作用。而且本发明装置的设计成本低，在实际检测工作中的工序少，可降低工作人员的劳动强度，提高检测工作的安全性，具有良好的推广和应用价值。

附图说明

图1所示为本发明的非金属基体表面涂层厚度检测装置的结构示意图；

图2所示为内部结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，本发明的非金属基体表面涂层厚度检测装置包括绝缘材质，如电胶木材质的套筒7，设置在所述的筒体顶部的盖板5，固定设置在套筒顶部的盖板上的电机4，优选为步进电机，设置在所述的套筒内并受所述的电机驱动上下移动的底座1，固定设置在底座下端部的测量头2，定位在测量头和底座间的压力传感器8。其中，所述的非金属基体为高硬度非金属材质。所述的压力传感器为薄膜压力力敏传感器，所述的测量头贴合在所述的底座下端面并将所述的薄膜压力力敏传感器夹持定位其中实现压力测量。

工作原理：预先设定压力检测起始值和压力检测终止值。对于不同的涂层厚度和涂层材质，持续对涂层表面施压后，检测压力从起始设定值到达终止压力值的时间不一样，因为涂层所表现的弹性形变不同，涂层厚的地方测得的时间长，涂层薄的地方测得的时间短。因此，可以通过丝杆螺母电机持续正转后，陶瓷压力检测头与被测表面接触并施压，通过薄膜压力力敏传感器检测的压力值从设定的压力检测起始值到达压力检测终止值的时间差来判断涂层厚度的大小。

本发明用于非金属基体表面涂层厚度检测，可测量毫米级别的涂层，测量精度可达0.1mm，具有检测周期短、检测装置便携、检测结果可靠性高等诸多优点，能实现涂层厚度的高效无损检测，对非金属基体涂层厚度检测技术的发展具有推动作用。而且本发明装置的设计成本低，在实际检测工作中的工序少，可降低工作人员的劳动强度，提高检测工作的安全性，具有良好的推广和应用价值。

具体地说，为实现底座的上下移动，所述的电机通过丝杠螺母驱动所述的底座上下移动，同时，在所述的套筒的侧壁上开用以将压力传感器与外部连接的线孔，在相异侧开有导槽，在底座位置设置有与导槽对应的导销。

为提高所述的测量头固定效果，在所述的套筒下端内部固定设置，如过盈配合地设置有圆环3，所述的测量头包括连接端，与所述的连接端一体形成的柱体，以及形成在柱体下端的圆锥状接触头，所述的柱体可自圆环中穿过且连接端与圆环相干涉并将其固定在底座上。

本发明的非金属基体表面涂层厚度检测装置的检测方法，包括以下步骤，

1)将所述的套筒相对于待检测非金属基体固定，并设定压力检测起始值和压力检测终止值；夹紧可直接利用夹具定位等多种方式，只需要将其相对固定即可，

2)驱动电机，优选步进电机带动底座靠近所述的待检测非金属基体并使测量头与其接触并产生挤压；

3)读取压力传感器数值当其达到压力检测起始值时开始计时，当达到压力检测终止值时停止计时，然后在驱动电机倒转，使测量头与非金属基体脱离接触，便于夹具的后续释放；

4)根据时间间隔、电机转速计算压力值从压力检测起始值到压力检测终止值之间的底座的位移，并根据材料弹性性能计算涂层厚度。

针对不同的涂层材料，可根据实验值或者样本测定多多种方式进行标定，而本发明能精确获知在两个压力值之间的位移，这就建立唯一可靠的对应关系，能直接准确的获知涂层厚度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种非金属基体表面涂层厚度检测装置，其特征在于，包括套筒，固定设置在套筒顶部的电机，设置在所述的套筒内并受所述的电机驱动上下移动的底座，固定设置在底座下端部的测量头，定位在测量头和底座间的压力传感器。

2.如权利要求1所述的非金属基体表面涂层厚度检测装置，其特征在于，所述的非金属基体为高硬度非金属材质。

3.如权利要求1所述的非金属基体表面涂层厚度检测装置，其特征在于，所述的压力传感器为薄膜压力力敏传感器，所述的测量头贴合在所述的底座下端面。

4.如权利要求1所述的非金属基体表面涂层厚度检测装置，其特征在于，所述的电机通过丝杠螺母驱动所述的底座上下移动。

5.如权利要求1所述的非金属基体表面涂层厚度检测装置，其特征在于，所述的套筒为电胶木材质，在所述的筒体顶部设置有盖板，所述的电机固定在盖板上。

6.如权利要求1所述的非金属基体表面涂层厚度检测装置，其特征在于，在所述的测量头通过与所述的底座固定连接的圆环定位。

7.如权利要求1所述的非金属基体表面涂层厚度检测装置，其特征在于，在所述的套筒的侧壁上开用以将压力传感器与外部连接的线孔，在相异侧开有导槽，在底座位置设置有与导槽对应的导销。

8.一种使用如权利要1所述的非金属基体表面涂层厚度检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤，

1)将所述的套筒相对于待检测非金属基体固定，并设定压力检测起始值和压力检测终止值；

2)驱动电机带动底座靠近所述的待检测非金属基体并使测量头与其接触并产生挤压；

3)读取压力传感器数值当其达到压力检测起始值时开始计时，当达到压力检测终止值时停止计时，

4)根据时间间隔、电机转速计算压力值从压力检测起始值到压力检测终止值之间的底座的位移，并根据材料弹性性能计算涂层厚度。