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作者：David Beamish，DeFelsko公司
更新。09/13/2021
涂层厚度是一个重要的变量，在产品质量、过程控制和成本控制方面起着作用。漆膜厚度的测量可以用许多不同的仪器进行。了解可用于涂层厚度测量的设备以及如何使用这些设备对每一个涂层操作都是有用的。
决定哪种方法最适合给定的油漆或涂层测量的问题包括涂层的类型、基材材料、涂层的厚度范围、零件的尺寸和形状以及设备的成本。常用的固化有机薄膜的测量技术包括非破坏性的干膜方法，如磁性、涡流、超声波或微米测量，也包括破坏性的干膜方法，如横断面或重力（质量）测量。也有方法可以在薄膜固化前测量油漆和粉末涂料的厚度。
磁性测厚仪是用来无损地测量铁质基体上的非磁性涂层厚度。钢和铁上的大多数涂层都是用这种方法测量的。磁性量规使用两种工作原理中的一种：磁拉力或磁/电磁感应。
磁拉式油漆厚度计使用一个永久磁铁、一个校准的弹簧和一个刻度尺。磁铁和磁性钢之间的吸引力将两者拉在一起。当分离两者的涂层厚度增加时，就更容易将磁铁拉开。油漆和涂层的厚度是通过测量这种拉开力来确定的。较薄的涂层会有较强的磁力吸引，而较厚的薄膜会有相对较小的磁力吸引。用磁性测厚仪测试对表面粗糙度、曲率、基材厚度和金属合金的构成都很敏感。
磁拉力计坚固、简单、便宜、便携，通常不需要任何校准调整。在生产过程中，如果质量目标只需要几个读数，它们是一个很好的、低成本的选择。
磁性拉拔式油漆测厚仪通常是铅笔型或回卷式的型号。铅笔式型号（PosiPen ，如图1所示）使用一个磁铁，安装在一个螺旋弹簧上，垂直于涂层表面工作。大多数铅笔型拉拔式涂层测厚仪的磁铁很大，而且只设计在一个或两个位置上工作，这部分地补偿了重力。有一种更精确的版本，它有一个微小而精确的磁铁，可以在小的、热的或难以触及的表面进行测量。当测厚仪向下、向上或水平指向时，三重指示器可确保精确测量，误差为±10%。
回转表盘模型（PosiTest ，如图2所示）是最常见的磁拉力计形式。一块磁铁被连接到一个可旋转的平衡臂的一端，并与一个校准的游丝相连。通过用手指旋转表盘，弹簧增加了对磁铁的作用力并将其从表面拉出。这些油漆测厚仪易于使用，其平衡臂使其能够在任何位置工作，不受重力影响。它们在爆炸性环境中是安全的，通常被油漆承包商和小型粉末涂料操作所使用。典型的公差是±5%。
DeFelsko生产2种拉拔式油漆厚度测量仪。 PosiPen和 PosiTest.
磁感应油漆测量仪使用一个永久磁铁作为磁场源。霍尔效应发生器或磁敏电阻被用来感应磁铁一极的磁通密度。电磁感应油漆测量仪使用一个交变的磁场。一根柔软的铁磁棒缠绕着一圈细线，用来产生一个磁场。第二个金属丝线圈用于检测磁通量的变化。
这些电子油漆测量仪测量磁探针表面的磁通密度的变化，因为它接近钢铁表面。探头表面的磁通密度的大小与离钢铁基体的距离直接相关。通过测量磁通密度，可以确定涂层厚度。
电子磁性测厚仪（如PosiTector 6000 F系列，PosiTest DFT 黑色）有许多形状和尺寸。它们通常使用一个恒定的压力探头，以提供一致的读数，不受不同操作者的影响。油漆密尔厚度读数显示在液晶显示器（LCD）上。油漆密耳计可以选择存储测量结果，对读数进行即时分析，并将结果输出到打印机或电脑，以便进一步检查。典型的公差是±1%。
为获得最准确的结果，应仔细遵守制造商的说明。Standard 测试方法可在ASTM D 1186、D 7091-05、ISO 2178和ISO 2808中找到。
涡流技术被用来无损地测量有色金属基材上的非导电涂层的厚度。一个传导高频交流电的细线线圈（高于1MHz）被用来在仪器探头的表面建立一个交变磁场。当涂层厚度探头靠近导电表面时，交变的磁场将在表面上建立涡流。基材特性和探头与基材的距离（涂层厚度）会影响涡流的大小。涡流产生自己的相反的电磁场，可以被激励线圈或第二个相邻的线圈所感应到。
涡流涂层测厚仪（如PosiTector 6000 N系列）看起来和操作起来就像电子磁力计。它们被用来测量所有有色金属的油漆和涂层厚度。像电子磁力计一样，它们通常使用恒压探头，并在LCD上显示结果。它们也可以选择存储测量结果或对读数进行即时分析，并输出到打印机或电脑上进行进一步检查。典型的公差是±1%。测试对表面粗糙度、曲率、基材厚度、金属基材的类型以及与边缘的距离很敏感。
Standard 该测试的应用和性能的方法可在ASTM B244、ASTM D1400、D7091和ISO 2360中找到。
现在常见的是将磁性和涡流原理结合在一起的涂料测厚仪（例如：PosiTector 6000 FN,PosiTest DFT Combo）。有些仪器简化了在任何金属上测量大多数涂层的任务，根据基材的不同，自动从一种操作原理切换到另一种。这些组合式油漆密耳计受到油漆工和粉末涂料商的欢迎。
超声波脉冲回波技术的超声波涂料测厚仪（如 PosiTector 200)用于测量非金属基材(塑料、木材等)上的涂层厚度而不损伤涂层。
油漆测量仪的探头包含一个超声波换能器，它通过涂层发出一个脉冲。脉冲从基体反射到换能器，并被转换成高频电信号。回波的波形被数字化并进行分析，以确定涂层厚度。在某些情况下，可以对多层系统中的个别层进行测量。
该装置的典型公差为±3%。Standard ，该测试的应用和性能的方法见ASTM D6132。
关于超声波涂层测厚仪的进一步阅读，请参见，"使用超声波涂层测厚仪"。
千分尺有时被用来检查涂层厚度。它们的优点是可以测量任何涂层/基体的组合，但缺点是需要接触裸基体。要求同时接触涂层的表面和基体的底面可能会有限制，而且它们通常对测量薄涂层不够敏感。
必须进行两次测量：一次是在有涂层的情况下，另一次是没有涂层的情况下。两个读数之间的差异，即高度变化，被认为是涂层厚度。在粗糙的表面，千分尺测量最高峰以上的涂层厚度。
一种破坏性的技术是在横截面上切割涂覆的部件，通过显微镜观察切口来测量薄膜厚度。另一种横断面技术是用一个比例显微镜来观察通过干膜涂层的几何切口。一个特殊的切割工具被用来在涂层上开一个小的、精确的V型槽，并进入基体。可提供带有切割头和照明比例放大镜的量具。
虽然这种破坏性方法的原理很容易理解，但存在着测量错误的机会。准备样品和解释结果需要技巧。将测量网板调整到锯齿状或不清晰的界面可能会造成不准确，特别是在不同的操作员之间。当廉价的非破坏性方法不可行时，或作为确认非破坏性结果的一种方式，就会使用这种方法。ASTM D 4138概述了这种测量系统的standard 方法。
通过测量涂层的质量和面积，可以确定厚度。最简单的方法是在涂层之前和之后对零件进行称重。一旦确定了质量和面积，就可以用以下公式计算厚度。
其中T是以微米为单位的厚度，m是以毫克为单位的涂层质量，A是以平方厘米为单位的测试面积，d是以克/立方厘米为单位的密度。
当基材粗糙或涂层不均匀时，很难将涂层的质量与厚度联系起来。实验室最适合处理这种耗时且经常是破坏性的方法。
湿膜测厚仪帮助确定要用多少湿的材料才能达到指定的干膜厚度，前提是固体体积百分比是已知的。它们可以测量所有类型的湿式有机涂料，如平坦或弯曲的光滑表面上的油漆、清漆和漆。
在施工过程中测量湿膜厚度可以确定施工人员是否需要立即纠正和调整。在薄膜干燥或化学固化后进行修正需要昂贵的额外劳动时间，可能会导致薄膜的污染，并可能带来附着力和涂层系统的完整性问题。
确定正确的湿膜厚度（WFT）的方程式，包括有稀释剂和无稀释剂的情况，如下。
没有稀释剂。
用稀释剂。
湿膜最常使用湿膜梳或湿膜轮来测量。湿膜梳是一个扁平的铝、塑料或不锈钢板，每个面的边缘都有校准的凹槽。测量仪在涂抹后立即被正对并牢固地放在要测量的表面上，然后移开。湿膜厚度位于最高的涂层缺口和下一个无涂层的缺口之间。缺口测量既不准确也不敏感，但在确定物品上涂层的近似湿膜厚度时很有用，因为尺寸和形状不允许使用更精确的方法。(ASTM D1212)。
量具应该用在光滑的表面上，没有不规则的地方，应该沿着弯曲的表面的长度而不是宽度来使用。在快干的涂层上使用湿膜测量仪会产生不准确的测量结果。ASTM D4414概述了用缺口量具测量湿膜厚度的standard 方法。
湿膜轮（偏心轮）使用三个圆盘。量具在湿膜中滚动，直到中心盘接触到湿膜。它的接触点提供了湿膜厚度。粉末涂料在固化前可以用一个简单的手持式梳子或超声波测量仪进行测量。未固化的粉末薄膜梳子的工作方式与湿膜测量仪基本相同。梳子被拖过粉膜，厚度位于最高编号的齿与次高编号的齿之间，前者做了标记，并且有粉末附着在上面，后者没有留下标记，也没有粉末附着在上面。这些量具相对便宜，精度为±5mm。它们只适合作为一种指导，因为流动后的固化膜可能会有所不同。量具留下的痕迹可能会影响固化膜的特性。
超声波装置，如 PosiTest PC可以无损地用于光滑金属表面上的未固化粉末，以预测固化膜的厚度。探头被放置在离被测表面不远的地方，读数显示在设备的LCD上。测量的不确定性为±5mm。
涂层测厚仪是按照已知的厚度标准进行校准的。有很多厚度标准的来源，但最好是确保它们可以追溯到国家测量机构，如NIST（国家标准与技术研究所）。同样重要的是，要验证这些标准至少是它们将被用来校准的量具的四倍精度。对照这些标准定期检查，验证量具是否正常运行。当读数不符合量具的精度规格时，必须调整或修理量具，然后再进行校准。
涂层的膜厚对成本和质量有很大影响。测量膜厚应该是所有涂料商的例行活动。使用正确的涂料测量仪取决于涂层的厚度范围，基材的形状和类型，涂料测量仪的成本，以及获得准确测量的关键程度。
DAVID BEAMISH（1955 - 2019），DeFelsko公司前总裁，该公司是一家位于纽约的手持式涂层检测仪器制造商，产品销往世界各地。他拥有土木工程学位，在设计、制造和销售这些检测仪器方面拥有超过25年的经验，涉及各种国际行业，包括工业涂装、质量检测和制造业。他主持培训研讨会，是各种组织的积极成员，包括NACE、SSPC、ASTM和ISO。
