CN108106585A - 一种金属基材表面覆层的检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种金属基材表面覆层的检测装置及方法，装置包括温度探头、激励线圈、温度记录仪、激励电源，利用金属基材受热后扩散到不同厚度覆层的温度变化，间接测量金属基材表面覆层厚度，其特征在于，将含有线圈及温度功能传感器置于被检对象表面，并检测其表面温度，之后，在线圈中激发单个或多个脉冲电流，使金属基材加热，同时检测记录被检对象表面温度峰值，将该温度峰值与常温未加热前数值相减得到温度差值，根据温度差值、厚度等参数特征关系，即可得出金属基材表面覆层厚度值，本方法简单易操作，且检测精度高。

Description

一种金属基材表面覆层的检测装置及方法
技术领域
本发明涉及一种无损检测装置及方法，特别是涉及一种金属基材表面覆层的检测装置及方法。
背景技术
在耐蚀性能较差的金属基材表面覆盖一层耐蚀性能良好的非金属覆盖层，能够有效的保护和预防金属基材不受腐蚀。在工业生产中，覆盖层的厚度过薄将难以发挥材料的特殊功能和性能等作用，覆盖层过厚则会造成经济上的浪费，而且覆盖层的厚薄未达到规定要求，将会对其机械物理性能产生不良影响。因此，对金属基材表面覆盖层进行厚度检测至关重要。
发明内容
本发明的目的在于通过一种金属基材表面覆层的检测装置及方法，来解决以上背景技术部分提到的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种金属基材表面覆层的检测装置，包括温度探头、激励线圈、温度记录仪、激励电源，其特征在于：所述温度探头固定在激励线圈底面的正中间；所述激励线圈与激励电源电连接；所述温度探头与温度记录仪电连接。
一种金属基材表面覆层的检测方法，采用上述装置，其特征在于：利用金属基材受热后扩散到不同厚度覆层的温度变化，间接测量金属基材表面覆层厚度，包括标定和实测两个过程，
所述标定过程为，
a. 采用与被检金属基材的材质、结构相同的材料作为标准金属基材；采用材质与被检金属基材表面覆层相同的材料制作多个不同厚度的覆层试片，多个覆层试片的厚度值通过计量工具测量后标示记录；
b. 将步骤a中制作的一个覆层试片覆盖在标准金属基材表面，而后将检测装置置于覆层试片上，首先开启温度记录仪，利用温度探头测量此时的常温环境下的覆层试片温度初始值；待温度记录仪记录下此时的覆层试片温度初始值后，启动激励电源，给激励线圈施加单个或多个脉冲电流，激励线圈激励标准金属基材产生脉冲涡电流，标准金属基材在脉冲涡电流作用下加热升温，标准金属基材中的热量扩散至覆层试片，使覆层试片温度逐渐升高；
c. 在步骤b的过程中，同时利用温度记录仪记录覆层试片的温度峰值；
d. 将覆层试片受热后的温度峰值减去常温环境下的温度初始值得到温度差值；
e. 依次更换步骤a中制作的不同厚度的覆层试片覆盖在标准金属基材表面，重复步骤b、步骤c、步骤d，得到不同厚度的覆层试片相应的温度差值；
f. 以覆层试片的厚度值和相应的温度差值为坐标轴，制作覆层厚度-温度差值标定曲线，得到覆层厚度-温度差值函数关系式；
所述实测过程为，
g. 将检测装置置于被检金属基材表面覆层上，开启温度记录仪，利用温度探头测量此时的常温环境下的被检金属基材表面覆层的温度初始值；待温度记录仪记录下此时的被检金属基材表面覆层的温度初始值后，启动激励电源，给激励线圈施加脉冲电流，激励线圈激励被检金属基材产生脉冲涡电流，被检金属基材在脉冲涡电流作用下加热升温，被检金属基材中的热量扩散至其表面的覆层上，使覆层温度逐渐升高；
h. 在步骤g的过程中，同时利用温度记录仪记录被检金属基材表面覆层的温度峰值；
i. 将被检金属基材表面覆层受热后的温度峰值减去常温环境下的温度初始值得到温度差值；
j. 将步骤i中得到的温度差值带入步骤f中得到的覆层厚度-温度差值函数关系式，即可计算得出当前检测装置所处的被检金属基材表面覆层的厚度值。
本发明的有益效果是，一种金属基材表面覆层的检测装置及方法，利用金属基材受热后扩散到不同厚度覆层的温度变化，间接测量金属基材表面覆层厚度，其特征在于，将含有线圈及温度功能传感器置于被检对象表面，并检测其表面温度，之后，在线圈中激发单个或多个脉冲电流，使金属基材加热，同时检测记录被检对象表面温度峰值，将该温度峰值与常温未加热前数值相减得到温度差值，根据温度差值、厚度等参数特征关系，即可得出金属基材表面覆层厚度值，本方法简单易操作，且检测精度高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的检测装置示意图。
图2是本发明实施例的检测方法示意图。
图3是本发明实施例的温度差值示意图。
图4是本发明实施例的覆层厚度-温度差值函数关系式示意图。
图中，1.温度探头，2.激励线圈，3.温度记录仪，4.激励电源，5.金属基材，6.金属基材表面覆层，T.温度，T0.温度初始值，Tmax.温度峰值，d.金属基材表面覆层厚度，△T.温度差值。
具体实施方式
实施例，如图1所示，一种金属基材表面覆层的检测装置，包括温度探头1、激励线圈2、温度记录仪3、激励电源4，其特征在于：所述温度探头1固定在激励线圈2底面的正中间；所述激励线圈2与激励电源4电连接；所述温度探头1与温度记录仪3电连接。
实施例，如图2、3所示，一种金属基材表面覆层的检测方法，采用上述装置，其特征在于：利用金属基材5受热后扩散到不同厚度覆层6的温度T变化，间接测量金属基材5表面覆层厚度d，包括标定和实测两个过程，
所述标定过程为，
a. 采用与被检金属基材的材质、结构相同的材料作为标准金属基材；采用材质与被检金属基材表面覆层相同的材料制作多个不同厚度的覆层试片，多个覆层试片的厚度值通过计量工具测量后标示记录；
b. 将步骤a中制作的一个覆层试片覆盖在标准金属基材表面，而后将检测装置置于覆层试片上，首先开启温度记录仪3，利用温度探头1测量此时的常温环境下的覆层试片温度初始值；待温度记录仪3记录下此时的覆层试片温度初始值T0后，启动激励电源4，给激励线圈2施加单个或多个脉冲电流，激励线圈2激励标准金属基材产生脉冲涡电流，标准金属基材在脉冲涡电流作用下加热升温，标准金属基材中的热量扩散至覆层试片，使覆层试片温度逐渐升高；
c. 在步骤b的过程中，同时利用温度记录仪3记录覆层试片的温度峰值Tmax；
d. 将覆层试片受热后的温度峰值Tmax减去常温环境下的温度初始值T0得到温度差值△T；
e. 依次更换步骤a中制作的不同厚度的覆层试片覆盖在标准金属基材表面，重复步骤b、步骤c、步骤d，得到不同厚度的覆层试片相应的温度差值△T；
f. 以覆层试片的厚度值d和相应的温度差值△T为坐标轴，制作覆层厚度d-温度差值△T标定曲线，得到覆层厚度d-温度差值△T函数关系式；
所述实测过程为，
g. 将检测装置置于被检金属基材表面覆层上，开启温度记录仪3，利用温度探头1测量此时的常温环境下的被检金属基材表面覆层的温度初始值；待温度记录仪3记录下此时的被检金属基材表面覆层的温度初始值后，启动激励电源4，给激励线圈2施加脉冲电流，激励线圈2激励被检金属基材产生脉冲涡电流，被检金属基材在脉冲涡电流作用下加热升温，被检金属基材中的热量扩散至其表面的覆层上，使覆层温度逐渐升高；
h. 在步骤g的过程中，同时利用温度记录仪3记录被检金属基材表面覆层的温度峰值；
i. 将被检金属基材表面覆层受热后的温度峰值减去常温环境下的温度初始值得到温度差值；
j. 将步骤i中得到的温度差值带入步骤f中得到的覆层厚度d-温度差值△T函数关系式，即可计算得出当前检测装置所处的被检金属基材表面覆层的厚度值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域任何技术人员对本发明的技术方案所作的任何修改、等同替换和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种金属基材表面覆层的检测装置，包括温度探头、激励线圈、温度记录仪、激励电源，其特征在于：所述温度探头固定在激励线圈底面的正中间；所述激励线圈与激励电源电连接；所述温度探头与温度记录仪电连接。
2.一种金属基材表面覆层的检测方法，采用权利要求1所述的装置，其特征在于：利用金属基材受热后扩散到不同厚度覆层的温度变化，间接测量金属基材表面覆层厚度，包括标定和实测两个过程，
所述标定过程为，
a. 采用与被检金属基材的材质、结构相同的材料作为标准金属基材；采用材质与被检金属基材表面覆层相同的材料制作多个不同厚度的覆层试片，多个覆层试片的厚度值通过计量工具测量后标示记录；
b. 将步骤a中制作的一个覆层试片覆盖在标准金属基材表面，而后将检测装置置于覆层试片上，首先开启温度记录仪，利用温度探头测量此时的常温环境下的覆层试片温度初始值；待温度记录仪记录下此时的覆层试片温度初始值后，启动激励电源，给激励线圈施加单个或多个脉冲电流，激励线圈激励标准金属基材产生脉冲涡电流，标准金属基材在脉冲涡电流作用下加热升温，标准金属基材中的热量扩散至覆层试片，使覆层试片温度逐渐升高；
c. 在步骤b的过程中，同时利用温度记录仪记录覆层试片的温度峰值；
d. 将覆层试片受热后的温度峰值减去常温环境下的温度初始值得到温度差值；
e. 依次更换步骤a中制作的不同厚度的覆层试片覆盖在标准金属基材表面，重复步骤b、步骤c、步骤d，得到不同厚度的覆层试片相应的温度差值；
f. 以覆层试片的厚度值和相应的温度差值为坐标轴，制作覆层厚度-温度差值标定曲线，得到覆层厚度-温度差值函数关系式；
所述实测过程为，
g. 将检测装置置于被检金属基材表面覆层上，开启温度记录仪，利用温度探头测量此时的常温环境下的被检金属基材表面覆层的温度初始值；待温度记录仪记录下此时的被检金属基材表面覆层的温度初始值后，启动激励电源，给激励线圈施加脉冲电流，激励线圈激励被检金属基材产生脉冲涡电流，被检金属基材在脉冲涡电流作用下加热升温，被检金属基材中的热量扩散至其表面的覆层上，使覆层温度逐渐升高；
h. 在步骤g的过程中，同时利用温度记录仪记录被检金属基材表面覆层的温度峰值；
i. 将被检金属基材表面覆层受热后的温度峰值减去常温环境下的温度初始值得到温度差值；
j. 将步骤i中得到的温度差值带入步骤f中得到的覆层厚度-温度差值函数关系式，即可计算得出当前检测装置所处的被检金属基材表面覆层的厚度值。
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