CT150涂层测厚仪

1 概述

本仪器是磁性、涡流一体的便携式涂层测厚仪，它能快速、无损伤、精密地进行涂、镀层厚度的测量。既可用于实验室，也可用于工程现场。本仪器能广泛地应用在制造业、金属加工业、化工业、商检等检测领域，是材料保护专业必备的仪器。

本仪器符合以下标准：

GB/T 4956─1985 磁性金属基体上非磁性覆盖层厚度测量 磁性方法

GB/T 4957─1985 非磁性金属基体上非导电覆盖层厚度测量 涡流方法

JB/T 8393─1996 磁性和涡流式覆层厚度测量仪

JJG 889─95 《磁阻法测厚仪》

JJG 818─93 《电涡流式测厚仪》

仪器特点：

 采用了磁性和涡流两种测厚方法，即可测量磁性金属基体上非磁性覆盖层的厚度又可测量非磁性金属基体上非导电覆盖层的厚度。

 具有两种工作方式：存储模式和正常模式。

 具有两种种测量模式：高精度测量模式可对多次测量取平均，并对可疑数据进行自动过滤，可确保测量值更加准确、稳定；快速测量模式可实现实时扫描功能。

 具有温度补偿功能：国内领先的实时温度补偿技术可自动对环境温度及测头温度改变引起的测量误差进行补偿，使测量更准确。

 设有五个统计量：平均值（MEAN）、最大值（MAX）、最小值（MIN）测试次数（NO.）、标准偏差（S.DEV）。

 可采用零点校准、单点校准或两点校准法对仪器进行校准,并可用基本校准和温度系数校准法对测头的系统误差进行修正。

 具有存储功能：最多可存储500个测量值。

 具有删除功能：对测量中出现的单个可疑数据进行删除，也可删除存储区内的所有数据，以便进行新的测量。

 可设置限界：对限界外的测量值自动报警。

 具有电源电量指示功能。

 设有三种关机方式：手动关机方式、超时自动关机方式以及低电量自动关机方式，并可设置超时自动关机等待时间，自动关机时伴有背光闪烁及蜂鸣提示。

1.1 测量原理

本仪器采用了磁性和涡流两种测厚方法，可无损地测量磁性金属基体(如钢、铁、合金和硬磁性钢等)上非磁性覆盖层的厚度(如锌、铝、铬、铜、橡胶、油漆等)及非磁性金属基体(如铜、铝、锌、锡等)上非导电覆盖层的厚度(如:橡胶、油漆、塑料、阳极氧化膜等)。

a) 磁性法(F型测头)

当测头与覆盖层接触时，测头和磁性金属基体构成一闭合磁路，由于非磁性覆盖层的存在，使磁路磁阻变化，通过测量其变化可导出覆盖层的厚度。

b) 涡流法(N型测头)

利用高频交变电流在线圈中产生一个电磁场，当测头与覆盖层接触时，金属基体上产生电涡流，并对测头中的线圈产生反馈作用，通过测量反馈作用的大小可导出覆盖层的厚度。

1.2 仪器简介

	开关/背光
	文件/统计
	删除键
	菜单键
	校准键
	确认键
	向上移动键
	向下移动键
	测头切换键

    

图 4 液晶显示示意图  

1.3 技术参数

1.3.1 测量范围及测量误差（见附表2）

1.3.2 使用环境

 温度：0℃～40℃

 湿度：20%RH～90%RH

 无强磁场环境

1.3.3 电源

 三节7号碱性电池（1.5V）

1.3.4 外型尺寸和重量

 外形尺寸：155mm×68mm×27mm

 重量：约230g

2 仪器的使用

使用本仪器前，请务必仔细阅读第3章(仪器的校准)和第4章(影响测量精度的因素)。

2.1 测头的安装与拆卸

2.1.1 测头的安装

仪器使用前，应将测头正确插入仪器上方的测头插槽内。

本款仪器采用音频插头对外部干扰信号的屏蔽效果更好插拔更加方便。

2.1.2 测头的拆卸

仪器使用完毕后，应将测头拆下妥善保存。

2.2 基本测量步骤

a) 准备好待测试件（参见第4章）。

b) 将测头置于开放空间，按下键，开机。

c) 检查电池电量指示，若电池电量过低，应立即更换电池。

d) 检查测头类型，若屏幕下方的测头类型指示标志与实际测头类型不符。

e) 是否需要校准仪器，如果需要，选择适当的校准方法进行（参见第3章）。

f) 关机：长按下键，立即关机；在无任何操作的情况下，大约2∼3分钟后仪器自动关机，自动关机等待时间可进行设置，详见2.4.2功能设置步骤。

说明:

1) 应尽量使用与待测试件相同材料的基体进行零点校准。

2) 在高精度测量模式关闭时，如果测头没有快速垂直地接触被测物体，则可能得到一个不可靠的测量结果，因此在这种情况下建议使用连续测量方式，待测头固定牢靠后再读数。

3) 如果在测量过程中测头放置不稳，则可能得到一个不可靠的测量结果。

4) 保存多个测量值后，在测试界面下实时显示五个统计量，即：平均值（X）、标准偏差（）、测量次数（N.）、最大测量值（↑）、最小测量值（↓）。

2.3 各项功能及操作方法

本小节详细地介绍了本机的各种功能及其操作方法。

2.3.1 测头选择（自动⇔F⇔N）

可通过以下步骤进行测头选择：

a) 在主界面仪器会自动识别探头类型出现“F”、或“N”标签。

测头类型将在屏幕上方的测头类型指示区显示，“F”对应F型测头，“N”对应N型测头，自动识别模式下如果没有插入测头，该显示区不显示任何标志。

在某些测量环境下外界磁场干扰较大，仪器自动识别功能可能无法正确识别测头类型，可直接按键选择“F”或“N”模式指定测头类型。

2.3.2 测量模式设置

为了提高测量精度、和稳定性，该仪器提供了高精度测量模式、快速测量模式两种工作模式。

在主界面中下按键可进行高精度测量模式与快速测量模式的切换，当屏幕右下方显示高精度测量指示标志“P”时表示已进入高精度测量模式，当该标志消失后或出现“Q”表示已退出高精度测量模式。”P”表示Precise Mode即高精度，Q表示Quick Mode即快速模式。

快速测量模式下，可配合“连续测量”实现实时扫描测量结果进行记录，并在查看统计界面中进行数据分析。

高精度测量模式下，仪器内部将对多次测量的结果进行筛选、平均，对偏差较大的可疑数据进行自动过滤，确保测量结果更加准确和稳定。该模式下读数时间变长约2~3秒。

可通过以下参数对高精度测量模式进行设置：

 设置测量精度：设置高精度模式下的精度标准分为高中低三档，精度越高，测量速度越慢。

2.3.3 测量方式（单次测量⇔连续测量）

可使用下列两种测量方式之一进行测量：

 单次测量：测头每接触被测件1次，随着一声鸣响，显示一个测量结果。

 连续测量：不提起测头连续测量，在高精度模式开启时每次鸣响后重新显示一个测量结果，在高精度模式关闭时实时显示测量结果且只有第一个测量结果伴随鸣响。

两种方式的转换方法详见2.4.1系统设置步骤。

2.3.4 存储方式

可使用下列两种工作方式之一进行测量：

 存储方式：用于存储用户的测量数据，当系统设置内的存储模式为打开状态时测量界面出现存储标志，每次测量数据会被记录并被统计。

 存储方式：此方式便于用户分批记录所测试的数据，测量结果将被自动保存并参与统计计算，每组最多存100个数值，总共五组，可存500个数值。每组当存满100个数值时，屏幕将显示“存储器满”，此时仍可进行测量，但是测量值会只保存最后100个数据会更新单最早的数据会丢失。

两种方式的转换方法：

a) 在主界面下按键进入主菜单。

b) 按键切换至系统设置中的存储模式，按键选择打开主界面会出现存储标志。

2.3.5 设置当前文件

可通过如下方法设置当前存储数据的文件：

a) 在主界面下按键循环选择文件Batch1~Batch5直至选中“对应文件夹。

说明：按键为切换文件夹，长按则进入数据的查看统计页面。

2.3.6 查看/删除测量数据

2.3.6.1 查看测量数据

可通过如下步骤查看或删除已保存的测试数据：

a) 在主界面长按按键进入数据查看界面。

b) 按或键翻看每个测量数据，并可通过键删除某个测量数据。

c) 按键返回。

2.3.6.2 删除测量数据

如2.42步骤a~b所述进入功能设置界面，按或键选择“删除文件”或“删除所有数据”，再按键进入删除确认界面，确定删除按键，取消删除按键。“删除文件”只是把当前文件里的数据删除，而“删除所有数据”是把五组数据全部删除。

在查看统计界面下按键会删除选中数据，在主界面和统计界面长按 键会删除整个文件，在主界面下按删除键会依次删除测量最近的数据。

2.3.7 系统时间设置

设置了系统时间可以对仪器自身时间进行修正。

a) 参数设置方法详见2.4.2功能设置步骤进入系统时间设置。按键选择时间选项日期时间，然后按或键更改该项设置。

2.3.8 待机时间设置

设置了待机时间后，当仪器闲置时间达到待机时间后将会出现屏幕背光闪烁并伴随蜂鸣提示，屏幕背光闪烁6次后仪器自动关机。屏幕背光闪烁过程中，按任意按键或进行测量，仪器将退出自动关机状态。

2.3.9 关于测量和误差的说明

 如果已经进行了适当的校准，所有的测量值将保持在一定的误差范围内(见表2)。

 根据统计学的观点，一次读数是不可靠的。因此任何显示的测量值都是多次“看不见”的测量的平均值。这些测量是在几分之一秒的时间内由测头和仪器完成的。

 为使测量更加精确，可利用统计程序在一个点多次测量，对误差较大的测量值可在测量后立即删除。

 使用高精度测量模式时，仪器内部将对多次测量的结果进行筛选、平均，对偏差较大的可疑数据进行自动过滤，确保测量数据更加准确和稳定。

最后覆层的厚度为： CH = M+S+δ

其中:

CH 覆层厚度 M 多次测量的平均值

S 标准偏差 δ 仪器允许误差

2.4 系统设置与功能设置

仪器的其它参数可以通过系统设置或功能设置修改。通过系统设置可以设置语言、单位、精度、测量模式、报警模式、蜂鸣器和存储模式。通过功能设置可以实现恢复默认设置、删除所有数据、设置对比度、设置待机时间、设置系统时间 以及版本信息等。

2.4.1 系统设置步骤

b) 在主界面中按键进入主菜单界面。

c) 按或键选中“系统设置”菜单项，然后按键进入系统设置界面。

d) 按或键选择项目，然后按键更改该项设置。

e) 设置完成，按键返回。

2.4.2 功能设置步骤

a) 在主界面中按键进入主菜单界面。

b) 按或键选中“功能设置”菜单项，然后按键进入功能设置界面。

c) 按或键选择项目，然后按键进入该项设置。

d) 按或键进行参数设置，然后按键进行确认，并按键退出。

2.5 在喷砂表面上测量

喷砂表面的特性导致了测量值大大失真，其覆层厚度大致可用以面方法确定：

a) 使用3.3.2中的两点校准或使用3.3.1的零点校准方法在曲率半径和基材相同的平滑表面上进行校准。

b) 在未涂覆的经过同样喷砂处理的表面进行多次测量，得到平均值Mo。

c) 在已涂覆的表面上进行多次测量，得到平均值Mm。

d) （Mm—Mo）±S 即是覆盖层厚度。

   其中S（标准偏差）是SMm和SMo中较大的一个。

3 仪器的校准

为使测量准确，应在测量场所对仪器进行校准。

3.1 校准标准片（包括箔和基体）

已知厚度的箔或已知覆盖层厚度的试样均可作为校准标准片，简称标准片。

a) 校准箔

对于磁性方法，“箔”是指非磁性金属或非金属的箔或垫片。对于涡流方法，通常采用塑料箔。“箔”有利于曲面上的校准，而且比用有覆盖层的标准片更合适。

b) 有覆盖层的标准片

采用已知厚度的、均匀的、并与基体牢固结合的覆盖层作为标准片。对于磁性方法，覆盖层是非磁性的。对于涡流方法，覆盖层是非导电的。

3.2 基体

a) 对于磁性方法，标准片基体金属的磁性和表面粗糙度，应当与待测试件基体金属的磁性和表面粗糙度相似。对于涡流方法，标准片基体金属的电性质，应当与待测试件基体金属的电性质相似。

为了证实标准片的适用性，可用标准片的基体金属与待测试件基体金属上所测得的读数进行比较。

b) 如果待测试件的金属基体厚度没有超过表2中所规定的临界厚度，可采用下面两种方法进行校准：

i. 在与待测试件的金属基体厚度相同的金属标准片上校准。

ii. 用一足够厚度的，电学性质相似的金属衬垫金属标准片或试件，但必须使基体金属与衬垫金属之间无间隙。对两面有覆盖层的试件，不能采用衬垫法。

c) 如果待测覆盖层的曲率已达到不能在平面上校准，则有覆盖层的标准片的曲率或置于校准箔下的基体金属的曲率，应与试样的曲率相同。

3.3 校准方法

本仪器提供两种测量中使用的校准方法：零点校准和两点校准；以及两种针对测头的校准方法：基本校准和温度系数校准。

3.3.1 零点校准

在不同基体上进行测量时必须重新进行零点校准，当校准使用的基体与待测试件基体性质偏差较大时，测量值将会产生偏差。可使用以下两种方法之一进行零点校准：

1 在基体上校准

a) 在基体上进行一次测量，屏幕显示＜××μm＞。

b) 在提起测头之前按键，屏显，校准完成。

重复上述a、b 步骤可获得更为精确的校准结果，提高测量精度。

2 在标准片上校准（单点校准）

a) 未用探头测量之前在主界面中按键进入“零点校准”模式。

b) 在标准片上进行一次测量，屏幕显示＜×××μm＞。

c) 测头抬起后按或键修正读数，使其达到目标值。

d) 按键确认，校准完成；或按键取消校准；或按键清除保存的校准结果。

重复上述a~d步骤可获得更为精确的校准结果，提高测量精度。

使用标准片进行零点校准后，测量与标准片厚度近似的厚度时将得到更高的测量精度。

使用标准片进行零点校准时，标准片厚度最好小于200um，标准片厚度过大会导致测量厚度较小的试件时测量精度降低。

当无法找到与待测试件基体相同或近似的校准基体时，可使用标准片校准法在已知厚度的试件上进行零点校准。

3.3.2 基本校准

当出现以下问题导致测量曲线偏离时需要重新进行基本校准：

a) 更换测头

b) 测头顶端被磨损

c) 测头修理后

d) 特殊用途

基本操作方法如下：

a) 开机时一直按住键，直到进入基本校准模式。

b) 通过键选择测头类型，屏幕右上方显示标志“F”时表示将对F型磁性测头进行基本校准，屏幕右上方显示标志“N”时表示将对N型非磁性测头进行基本校准。

c) 校准无穷远（INFINITY）：插入测头，使测头远离基体，待屏幕中央的读数稳定后按键确认。

d) 校准零点（ZERO）：将测头紧贴基体，待屏幕中央的读数稳定后按键确认。

e) 使用标准片，按厚度增加的顺序依次校准5~10个厚度校准点：

i. 通过或键调节屏幕上方显示的厚度值，使其与校准试片厚度相同。

ii. 测量校准试片，待屏幕中央显示的读数稳定后按键确认。

f) 待测量完全部校准点后，屏幕上会依次显示各个校准点的信息，并在屏幕下方显示“PASS”或“FAIL”标志表示校准成功或失败，待校准信息全部显示后，可按键进入主界面，或按键将本次校准结果存为默认设置，存为默认设置后使用恢复默认功能时将自动读取本次的校准信息。

注意：

     校准厚度必须从小到大逐渐变化，当校准厚度或校准值异常时校准

    失败，屏幕下方显示“FAIL”标志，仪器仍然保留之前的校准结果

3.4 影响因素的有关说明

a) 基体金属磁性质

磁性法测厚受基体金属磁性变化的影响（在实际应用中，低碳钢磁性的变化可以认为是轻微的），为了避免热处理和冷加工因素的影响，应使用与试件基体金属具有相同性质的标准片对仪器进行校准；亦可用待涂覆试件进行校准。

b) 基体金属电性质

基体金属的电导率对测量有影响，而基体金属的电导率与其材料成分及热处理方法有关，应使用与试件基体金属具有相同性质的标准片对仪器进行校准。

c) 基体金属厚度

每一种仪器都有一个基体金属的临界厚度。大于这个厚度，测量就不受基体金属厚度的影响。本仪器的临界厚度值见表2。

d) 边缘效应

本仪器对试件表面形状的陡变敏感，在靠近试件边缘或内转角处进行测量是不可靠的。

e) 曲率

试件的曲率对测量有影响，这种影响总是随着曲率半径的减少明显地增大，因此在弯曲试件的表面上测量是不可靠的。

f) 试件的变形

测头会使软覆盖层试件变形，在这些试件上无法测出可靠的数据。

g) 表面粗糙度

基体金属和覆盖层的表面粗糙程度对测量有影响。粗糙程度增大，影响增大。粗糙表面会引起系统误差和偶然误差，每次测量时，在不同位置上应增加测量的次数，以克服这种偶然误差。如果基体金属粗糙，还必须在未涂覆的粗糙度相类似的基体试件上取几个位置对仪器进行零点校准或用对基体金属没有腐蚀的溶液除去覆盖层后，再对仪器进行零点校准。

h) 磁场

周围各种电气设备所产生的强磁场，会严重地干扰磁性法测厚工作。

i) 附着物质

本仪器对那些妨碍测头与覆盖层表面紧密接触的附着物质敏感，因此必须清除附着物质，以保证仪器测头和被测试件表面直接接触。

j) 测头压力

测头置于试件上所施加的压力大小会影响测量的读数，因此要保持压力恒定。

k) 测头的取向

测头的放置方式对测量有影响，测量中应当使测头与试样表面保持垂直。

3.5 使用仪器时应当遵守的规定

a) 基体金属特性

对于磁性方法，校准基体金属的磁性和表面粗糙度，应当与试件基体金属的磁性和表面粗糙度相似。对于涡流方法，校准基体金属的电性质，应当与试件基体金属的电性质相似。

b) 基体金属厚度

检查基体金属厚度是否超过临界厚度，如果没有，可采用3.3中的某种方法进行校准。

c) 边缘效应

不应在紧靠试件的突变处进行测量，如边缘、洞和内转角等处。

d) 曲率

不应在试件的弯曲表面上测量。

e) 读数次数

通常由于仪器的每次读数并不完全相同，因此必须在每一测量面积内取几个读数。覆盖层厚度的局部差异，也要求在任一给定的面积内进行多次测量，表面粗造时更应如此。

f) 表面清洁度

测量前应清除表面上的任何附着物质，如尘土、腐蚀物等，但不要除去任何覆盖层物质。

4 保养与维修

4.1 环境要求

严格避免碰撞、重尘、潮湿、强磁场、油污等。

4.2 更换电池

当仪器电量过低时，应及时更换电池，方法如下：

1) 按键关机，打开电池仓盖取出电池；

2) 把有电的7号碱性电池并放入电池仓内（注意电池极性），盖好电池仓盖。

仪器长时间不使用时应将电池取出，以避免电池漏液腐蚀仪器。

附 表

表1 影响测量精度的因素（▲表示有影响）

影响因素       测量方法	磁性方法	涡流方法
基体金属磁性质	▲
基体金属电性质		▲
基体金属厚度	▲	▲
边缘效应	▲	▲
曲率	▲	▲
试样的变形	▲	▲
表面粗糙度	▲	▲
磁场	▲
附着物质	▲	▲
测头压力	▲	▲
测头取向	▲	▲

                  表2 技术参数表（H为厚度标称值）

测头类型		F	N
工作原理		磁感应	涡流
测量范围(μm)		0～1500	0～1500 铜上镀铬 0~40
低限分辨力(μm)		0.1	0.1
示值	零点校准(μm)	±(3%H+1)	±(3%H+1)
	两点校准(μm)	±[(1～3)%H+1]	±[(1～3)%H+1]
测试条件	最小曲率半径(mm)	凸1.5	凸3
	最小面积的直径(mm)	Φ7	Φ5
	基体临界厚度(mm)	0.5	0.3

表3 测头选用参考表

覆盖层 基体	有机材料等非磁性覆盖层(如:漆料、涂漆、搪瓷、塑料和阳极化处理等)	非磁性的有色金属覆盖层(如:铬、锌、铝、铜、锡、银等)
如铁、钢等磁性金属	F 型测头 测量范围：0～1500μm	F 型测头 测量范围：0～1500μm
如铜、铝、黄铜、锌、锡等有色金属	N 型测头 测量范围：0～1500μm	N 型测头 （仅用于铜上镀铬） 测量范围：0～40μm

用 户 须 知

1、 用户购买本公司产品后，请认真填写《保修登记卡》并请加盖用户单位公章。请将《保修登记卡》和购机发票复印件寄回本公司用户服务部，也可购机时委托售机单位代寄。手续不全时，只能维修不予保修。

2、 本公司产品从用户购置之日起，一年内出现质量故障（非保修件除外），请凭“保修卡”或购机发票复印件与本公司各地的分公司维修站联系，维修产品、更换或退货。保修期内，不能出示保修卡或购机发票复印件，本公司按出厂日期计算保修期，期限为一年。

3、 超过保修期的本公司产品出现故障，各地维修站负责售后服务、维修产品，按本公司规定核收维修费。

4、 公司定型产品外的“特殊配置”（异型测头，专用软件等），按有关标准收取费用。

5、 凡因用户自行拆装本公司产品、因运输、保管不当或未按“产品使用说明书”正确操作造成产品损坏，以及私自涂改保修卡，无购货凭证，本公司均不能予以保修。