無(wú)損檢測(cè)涂層厚度的原理：

1、磁阻法

2、磁感應(yīng)法——利用基材和覆蓋層在導(dǎo)磁性上的差異（基材為鐵、鈷、鎳覆蓋層為非磁性介質(zhì)）

3、電渦流法——利用基材和覆蓋層在導(dǎo)電率上的差異（基材為強(qiáng)導(dǎo)電性覆蓋層無(wú)導(dǎo)電性）

本文只討論磁感應(yīng)法、電渦流法。

【磁感應(yīng)法】

工作原理圖見(jiàn)圖Fig.1

磁感應(yīng)法所用的F探頭中間是一個(gè)鐵磁性的磁棒（我們稱之為磁芯）其上繞有兩段線圈上面一段為勵(lì)磁線圈下面一段為感應(yīng)線圈。

如果給勵(lì)磁線圈加載一個(gè)低頻交變電流就會(huì)產(chǎn)生穿過(guò)勵(lì)磁線圈的一個(gè)交變磁場(chǎng)而磁芯正好處在這個(gè)磁場(chǎng)中此時(shí)如果將磁芯靠近另一個(gè)鐵磁性物體我們知道磁鐵相吸的原理因此磁芯越靠近這個(gè)鐵磁性物體則穿過(guò)磁芯的磁場(chǎng)強(qiáng)度就越強(qiáng)而磁場(chǎng)的強(qiáng)弱變化就會(huì)在下端的那個(gè)感應(yīng)線圈中產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電流這個(gè)感應(yīng)電流的電壓V，其大小將隨著磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化而變化、實(shí)際上也就是隨著磁芯離那個(gè)鐵磁性物體的遠(yuǎn)近而變化并且這個(gè)電壓V的大小和磁芯離那個(gè)鐵磁性物體的遠(yuǎn)近（也就是距離）存在可計(jì)算的關(guān)系。

因此我們可以通過(guò)測(cè)量這個(gè)電壓V的大小來(lái)計(jì)算磁芯和那個(gè)鐵磁性物體之間的的距離如果那個(gè)鐵磁性物體上有覆層、而磁芯又密切接觸在覆層上這個(gè)計(jì)算出來(lái)的距離不正是覆層的厚度嗎？

【電渦流法】

工作原理圖見(jiàn)圖Fig.2

電渦流法所用的N探頭沒(méi)有中間的磁棒而且只有一個(gè)中空的感應(yīng)線圈。當(dāng)給這個(gè)感應(yīng)線圈加載一個(gè)高頻交變電流就會(huì)在感應(yīng)線圈的中間產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)磁場(chǎng)。

當(dāng)這個(gè)加載了高頻交變電流的線圈靠近一個(gè)非磁性的導(dǎo)電體時(shí)會(huì)在這個(gè)導(dǎo)電體上產(chǎn)生一個(gè)交變電流場(chǎng)我們稱之為電渦流場(chǎng)。而這個(gè)電渦流場(chǎng)又會(huì)在空間產(chǎn)生一個(gè)交變電磁場(chǎng)其磁場(chǎng)方向始終與感應(yīng)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)方向相反并因此削弱感應(yīng)磁場(chǎng)的強(qiáng)度這就導(dǎo)致了感應(yīng)線圈的感應(yīng)系數(shù)K的變化。

感應(yīng)線圈離那個(gè)非磁性的導(dǎo)電體的遠(yuǎn)近決定了導(dǎo)電體上產(chǎn)生的電渦流場(chǎng)的強(qiáng)弱。電渦流場(chǎng)的強(qiáng)弱，又決定了它所引發(fā)的交變電磁場(chǎng)的強(qiáng)弱而交變電磁場(chǎng)的強(qiáng)弱又影響了感應(yīng)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱、也因此決定了感應(yīng)線圈的感應(yīng)系數(shù)K的大小。

也就是說(shuō)感應(yīng)系數(shù)K值的大小與感應(yīng)線圈離導(dǎo)電體的遠(yuǎn)近存在可計(jì)算的關(guān)系。因此我們可以通過(guò)測(cè)量這個(gè)感應(yīng)線圈的感應(yīng)系數(shù)K的大小來(lái)計(jì)算感應(yīng)線圈和那個(gè)非磁性導(dǎo)電體的距離。如果那個(gè)非磁性導(dǎo)電體上有覆層、而感應(yīng)線圈又密切接觸在覆層上這個(gè)計(jì)算出來(lái)的距離不正是覆層的厚度嗎？

以磁感應(yīng)法為例見(jiàn)圖Fig.4

如果基材仍然是平板狀的只是涂層的厚度產(chǎn)生變化我們不難想象磁力線的整體長(zhǎng)短會(huì)隨著涂層厚度的變化而變化但是其分布卻是一致的也即是說(shuō)中心線上的磁力線長(zhǎng)度和邊緣的磁力線長(zhǎng)度的比例是始終不變的因此我們只需依據(jù)磁力線整體的變長(zhǎng)、變短即可以計(jì)算出涂層厚度的變化來(lái)。

但是如果實(shí)際測(cè)量時(shí)基體的幾何形狀變了比如變成了圓柱體但涂層厚度不變。磁力線會(huì)有什么樣的變化呢？我們來(lái)看看圖Fig.5

我們注意到越靠近邊緣與在平板基體上的試驗(yàn)相比磁力線的拉長(zhǎng)現(xiàn)象就越明顯這就意味著這種情況下感應(yīng)強(qiáng)度的平均值必然與我們從平板基體上試驗(yàn)得來(lái)的值不相等。

電渦流法與此有可以類比之處：在平板上的電渦流和柱體上的電渦流分布也是有差異的！

由此可以得出結(jié)論：盡管儀器可能已經(jīng)在標(biāo)準(zhǔn)試樣上校準(zhǔn)了保證了儀器（探頭）對(duì)感應(yīng)信號(hào)采集、計(jì)算的敏感性、準(zhǔn)確性但是，便攜式風(fēng)速儀在實(shí)際測(cè)量時(shí)由于實(shí)際工件的幾何形狀、基材的物理特性與標(biāo)準(zhǔn)試樣的基準(zhǔn)塊存在差異因此測(cè)量仍然會(huì)出現(xiàn)偏差。