CN106940168A - 一种电磁波吸收涂层厚度无损测厚仪探头及测厚方法 - Google Patents

一种电磁波吸收涂层厚度无损测厚仪探头及测厚方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电磁波吸收涂层厚度无损测厚仪探头，它包括外套（4）、限位套（6）和用于测量电感量的电桥电路，外套（4）内设置有外套内圆孔（8），内圆孔（8）内顶部设置有导向孔（9），导向孔（9）内还设置有可沿导向孔（9）做上下滑动的内滑芯（5），内滑芯（5）上且位于台肩的下方缠绕有多圈线圈（2），线圈（2）经导线（7）与外部仪器电桥电路连接，内滑芯孔（10）的小孔内设置有磁芯（1），磁芯（1）的底部设置有圆弧面（11）；它还公开了测厚方法。本发明的有益效果是：实现了电磁波隐身目标物体的涂层厚度的无损现场测量，使用的磁芯材料提高了电桥电路对电感量的测量精度。

Description

一种电磁波吸收涂层厚度无损测厚仪探头及测厚方法
技术领域
本发明涉及电磁波吸收涂层厚度测量的技术领域，特别是一种电磁波吸收涂层厚度无损测厚仪探头及测厚方法。
背景技术
隐形飞机机翼的材质一般为铝合金或钛合金，机翼上涂覆有电磁波吸波涂层材料，因电磁波吸波涂层材料用于隐形飞机上，目前无市售电磁波吸波涂层测厚仪或探头出售。而且还未出现电磁波隐身目标物体的涂层厚度的无损现场测量，即不对涂层进行破坏测量。众所周知普通油漆涂层分为有机或无机涂层两种，普通油漆涂层均可采用涡流法、磁性法或超声法进行测厚。
然而，因电磁波吸波涂层内填加了均匀的电磁吸波材料，该涂层材料有一定的磁性加之底层材料为钛合金或铝合金非磁性材料，因此不能用磁性法或涡流法测定厚度；而用超声波法因涂层厚度较薄加之吸波涂层内吸波填料的对厚度测量造成误差。此外采用机械测量法会破坏表面涂层。
发明内容
本发明填补了隐身涂层无损测量该领域空白，提供一种结构紧凑、测量精度高、无损伤电磁波吸收涂层、测量效率高、操作简便的电磁波吸收涂层厚度无损测厚仪探头及测厚方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种电磁波吸收涂层厚度无损测厚仪探头，它包括外套、限位套和用于测量电感量的电桥电路，所述的限位套设置于外套的顶部，外套内设置内圆孔，内圆孔上部设有导向孔，内圆孔内还设置有可沿导向孔做上下滑动的内滑芯，内滑芯的柱面上开设有台肩，内滑芯上套装有连接于台肩与导向孔之间的弹簧，内滑芯上且位于台肩的下方缠绕有多圈线圈，线圈经导线与桥路电连接，所述的内滑芯的顶部设置有台阶孔，台阶孔的小孔内设置有磁芯，磁芯的底部设置有圆弧面。
所述的限位套的顶部开设有通孔。
所述的导线顺次穿过台阶孔的大孔、通孔且与电桥电路连接。
所述的内滑芯的柱面上开始有环形凹槽。
所述的环形凹槽内缠绕有线圈。
所述的无损测厚仪探头测量电磁波吸收涂层厚度的方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S0、将该探头置于没有电磁波吸波涂层（14）的基材表面上，手握住外套在弹簧弹力的作用下内滑芯向内滑动收缩并与基材表面接触，外套与基材表面固定并保持探头稳定接触，在数十kHz高频电流下，探头产生感应磁场，最后通过电桥电路测量出线圈的电感量A0；同时完成仪器的校零工作；
S1、在基材表面上涂覆厚度为0.5mm的电磁波吸收涂层，将该探头置于电磁波吸波涂层（14）上，手握住外套在弹簧弹力的作用下内滑芯向内滑动收缩并与电磁波吸波涂层（14）表面接触，外套下沿与基材表面固定并保持探头稳定接触，在数十kHz高频电流下，探头产生感应磁场，最后通过电桥电路测量出线圈的电感量A1；
S2、选用与步骤S1相同厚度、相同材质的基材，在基材表面上涂覆厚度为0.8mm的电磁波吸收涂层，手握住外套在弹簧弹力的作用下内滑芯向内滑动收缩并与基材表面接触，外套下沿与基材表面固定并保持探头稳定接触，在数十kHz高频电流下，探头产生感应磁场，最后通过电桥电路测量出线圈的电感量A2；
S3、在基材表面上涂覆厚度为1.0mm的电磁波吸收涂层，重复步骤S2，测量出线圈的电感量A3；
S4、在基材表面上涂覆厚度为2.0mm的电磁波吸收涂层，重复步骤S2，测量出线圈的电感量A4；
S5、在基材表面上涂覆厚度为3.0mm的电磁波吸收涂层，重复步骤S2，测量出线圈的电感量A5；通过上述步骤完成对基于样件的测量工作曲线，并在机内贮存并计算用于待测工件比较测量；
S6、对侍测工件进行涂层厚度测试，其具体操作步骤为：先将该探头放置于待测式样的表面，完成电感测量Ax；
S7、建立工作曲线计算出侍测工件上电磁波吸收涂层的厚度。
所述的基材为铝合金或钛合金基材。
本发明具有以下优点：本发明实现了电磁波隐身目标物体的涂层厚度的无损现场的测量，由于选择了高Q值磁芯使得所测磁感量更为灵敏，提高了测量涂层厚度的测量精度。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图；
图中，1-磁芯，2-线圈，3-弹簧，4-外套，5-内滑芯，6-限位套，7-导线，8-内圆孔9-导向孔，10-台阶孔，11-弧形面，12-通孔，13-基材，14-电磁波吸波涂层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
如图1所示，一种电磁波吸收涂层厚度无损测厚仪探头， 它包括外套（4）、限位套（6）和用于测量电感量的电桥电路，所述的限位套（6）设置于外套（4）的顶部，外套（4）内设置内圆孔（8），内圆孔（8）上部设有导向孔（9），内圆孔（8）内还设置有可沿导向孔（9）做上下滑动的内滑芯（5），内滑芯（5）的柱面上开设有台肩，内滑芯（5）上套装有连接于台肩与导向孔（9）之间的弹簧（3），内滑芯（5）上且位于台肩的下方缠绕有多圈线圈（2），线圈（2）经导线（7）与桥路电连接，所述的内滑芯（5）的顶部设置有台阶孔（10），台阶孔（10）的小孔内设置有磁芯（1），磁芯（1）为高Q值磁芯，磁芯（1）的底部设置有圆弧面（11），由于侍测试样表面一般是带有弧面的，采用弧形面(11)与弧面工件或平面接触能够保证与测量面接触有效和一致性，同时提高了电桥路测量电感量的精度。
所述的限位套（6）的顶部开设有通孔（12）。所述的导线（7）顺次穿过台阶孔（10）的大孔、通孔（12）且与电桥电路连接。所述的内滑芯（5）的柱面上开始有环形凹槽。所述的环形凹槽内缠绕有线圈（2）。
所述的无损测厚仪探头测量电磁波吸收涂层厚度的方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S0、将该探头置于没有电磁波吸波涂层（14）的基材（13）表面上，所述的基材为铝合金或钛合金基材，手握住外套（4）在弹簧（3）弹力的作用下内滑芯（5）向内滑动收缩并与基材（13）表面接触，外套（4）与基材表面固定并保持探头稳定接触，在数十kHz高频电流下，探头产生感应磁场，最后通过电桥电路测量出线圈（2）的电感量A0；同时完成仪器的校零工作；
S1、在基材表面上涂覆厚度为0.5mm的电磁波吸收涂层，将该探头置于电磁波吸波涂层（14）上，手握住外套（4）在弹簧（3）弹力的作用下内滑芯（5）向内滑动收缩并与电磁波吸波涂层（14）表面接触，外套（4）下沿与基材表面固定并保持探头稳定接触，在数十kHz高频电流下，探头产生感应磁场，最后通过电桥电路测量出线圈的电感量A1；
S2、选用与步骤S1相同厚度、相同材质的基材，在基材表面上涂覆厚度为0.8mm的电磁波吸收涂层，手握住外套（4）在弹簧（3）弹力的作用下内滑芯（5）向内滑动收缩并与基材表面接触，外套（4）下沿与基材表面固定并保持探头稳定接触，在数十kHz高频电流下，探头产生感应磁场，最后通过电桥电路测量出线圈的电感量A2；
S3、在基材表面上涂覆厚度为1.0mm的电磁波吸收涂层，重复步骤S2，测量出线圈的电感量A3；
S4、在基材表面上涂覆厚度为2.0mm的电磁波吸收涂层，重复步骤S2，测量出线圈的电感量A4；
S5、在基材表面上涂覆厚度为3.0mm的电磁波吸收涂层，重复步骤S2，测量出线圈的电感量A5；通过上述步骤完成对基于样件的测量工作曲线，并在机内贮存并计算用于待测工件比较测量值；
S6、对侍测工件进行涂层厚度测试，其具体操作步骤为：先将该探头放置于待测式样的表面，完成电感测量Ax；
S7、建立工作曲线计算出侍测工件上电磁波吸收涂层的厚度。若电感量A1≤电感量Ax≤电感量A2，则侍测试样上电磁波吸收涂层的厚度可在0.5≤h≤0.8mm之间任意取值；若电感量A2 <电感量Ax≤电感量A3，则侍测试样上电磁波吸收涂层的厚度h可在0.8<h≤1mm之间任意取值；若电感量A3 <电感量Ax≤电感量A4，则侍测试样上电磁波吸收涂层的厚度可在1.0<h≤2.0mm之间任意取值；若电感量A4 <电感量Ax≤电感量A5，则侍测试样上电磁波吸收涂层的厚度可在2.0<h≤3.0mm之间任意取值，从而通过近似原则判断出侍测试样上电磁波吸收涂层的厚度。因此该探头无需破坏电磁波吸收涂层进行测量，极大程度上保护了待测试样。因此，本发明实现了电磁波隐身目标物体的涂层厚度的无损现场的测量，而且磁场强度尖锐，提高了桥路对电感量的测量精度。

Claims (7)

1.一种电磁波吸收涂层厚度无损测厚仪探头，其特征在于：它包括外套（4）、限位套（6）和用于测量电感量的电桥电路，所述的限位套（6）设置于外套（4）的顶部，外套（4）内设置内圆孔（8），内圆孔（8）上部设有导向孔（9），内圆孔（8）内还设置有可沿导向孔（9）做上下滑动的内滑芯（5），内滑芯（5）的柱面上开设有台肩，内滑芯（5）上套装有连接于台肩与导向孔（9）之间的弹簧（3），内滑芯（5）上且位于台肩的下方缠绕有多圈线圈（2），线圈（2）经导线（7）与桥路电连接，所述的内滑芯（5）的顶部设置有台阶孔（10），台阶孔（10）的小孔内设置有磁芯（1），磁芯（1）的底部设置有圆弧面（11）。
2.根据权利要求1所述的一种电磁波吸收涂层厚度无损测厚仪探头其特征在于：所述的限位套（6）的顶部开设有通孔（12）。
3.根据权利要求1所述的一种电磁波吸收涂层厚度无损测厚仪探头，其特征在于：所述的导线（7）顺次穿过台阶孔（10）的大孔、通孔（12）且与电桥电路连接。
4.根据权利要求1所述的一种电磁波吸收涂层厚度无损测厚仪探头，其特征在于：所述的内滑芯（5）的柱面上开始有环形凹槽。
5.根据权利要求4所述的一种电磁波吸收涂层厚度无损测厚仪探头，其特征在于：所述的环形凹槽内缠绕有线圈（2）。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述的无损测厚仪探头测量电磁波吸收涂层厚度的方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S0、将该探头置于没有电磁波吸波涂层（14）的基材（13）表面上，手握住外套（4）在弹簧（3）弹力的作用下内滑芯（5）向内滑动收缩并与基材（13）表面接触，外套（4）与基材表面固定并保持探头稳定接触，在数十kHz高频电流下，探头产生感应磁场，最后通过电桥电路测量出线圈（2）的电感量A0；同时完成仪器的校零工作；
S1、在基材表面上涂覆厚度为0.5mm的电磁波吸收涂层，将该探头置于电磁波吸波涂层（14）上，手握住外套（4）在弹簧（3）弹力的作用下内滑芯（5）向内滑动收缩并与电磁波吸波涂层（14）表面接触，外套（4）下沿与基材表面固定并保持探头稳定接触，在数十kHz高频电流下，探头产生感应磁场，最后通过电桥电路测量出线圈的电感量A1；
S2、选用与步骤S1相同厚度、相同材质的基材，在基材表面上涂覆厚度为0.8mm的电磁波吸收涂层，手握住外套（4）在弹簧（3）弹力的作用下内滑芯（5）向内滑动收缩并与基材表面接触，外套（4）下沿与基材表面固定并保持探头稳定接触，在数十kHz高频电流下，探头产生感应磁场，最后通过电桥电路测量出线圈的电感量A2；
S3、在基材表面上涂覆厚度为1.0mm的电磁波吸收涂层，重复步骤S2，测量出线圈的电感量A3；
S4、在基材表面上涂覆厚度为2.0mm的电磁波吸收涂层，重复步骤S2，测量出线圈的电感量A4；
S5、在基材表面上涂覆厚度为3.0mm的电磁波吸收涂层，重复步骤S2，测量出线圈的电感量A5；通过上述步骤完成对基于样件的测量工作曲线，并在机内贮存并计算用于待测工件比较测量；
S6、对侍测工件进行涂层厚度测试，其具体操作步骤为：先将该探头放置于待测式样的表面，完成电感测量Ax；
S7、建立工作曲线计算出侍测工件上电磁波吸收涂层的厚度。
7.根据权利要求6所述的无损测厚仪探头测量电磁波吸收涂层厚度的方法，其特征在于：所述的基材（13）为铝合金或钛合金基材。
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