磁性法測厚原理:磁感應如何把「磁場變化」變成「塗層厚度」
磁性法用探頭產生低頻磁場,量測鐵磁性基材對磁場的響應變化,從而換算出非磁性塗層的厚度;它對應 ISO 2178:2016 與 ASTM D7091-22,是鋼/鐵基材上油漆、鍍鋅層、粉末塗層最通用的測厚原理。
磁性法、渦流法、超音波脈衝回波、光學法 —— 一臺測厚儀憑什麼把「厚度」讀出來?這一欄講清每個原理的物理機制、適用邊界與失效條件。
磁性法用探頭產生低頻磁場,量測鐵磁性基材對磁場的響應變化,從而換算出非磁性塗層的厚度;它對應 ISO 2178:2016 與 ASTM D7091-22,是鋼/鐵基材上油漆、鍍鋅層、粉末塗層最通用的測厚原理。
渦流法用高頻線圈在導電基材中感應出渦流,透過線圈阻抗的變化反推非導電塗層厚度;它對應 ISO 2360:2017,專門處理鋁、銅、黃銅、奧氏體不鏽鋼上的陽極氧化膜、油漆與三防漆。
選原理只需回答一個問題:基材是不是鐵磁性的?是則用磁性法(Fe),否則若基材導電則用渦流法(NFe),基材既不鐵磁也不導電則必須用超音波法。
超音波測厚儀發射一個聲脈衝,量測它在工件上下表面之間往返的時間,用「聲速 × 時間 ÷ 2」換算厚度;它測的是基材(材料)本身的厚度,與磁性/渦流法測塗層厚度是兩個不同的量測目的。
Echo-Echo 模式利用「第一次回波」與「第二次回波」之間的時間差計算基材壁厚,自動忽略表面塗層;因此帶漆、帶防腐層的管線和船體可以在不破壞塗層的前提下直接測壁厚。
混凝土、木材、塑膠、玻璃、玻璃鋼上的塗層無法用磁性法或渦流法量測,必須改用超音波塗層測厚(ASTM D6132-13(2022) / ISO 2808 Method 10)。量測的是塗層自身厚度,單位仍是長度單位而非 mm 級基材厚度。
ASTM D7091-22 與 SSPC-PA 2-2022 把塗層測厚儀分為兩類:Type 1 磁性拉脫式與 Type 2 電子式。Type 2 依靠磁感應/渦流原理電子讀數,精度、重複性與資料能力全面優於 Type 1,是當前工程驗收的主流。
分辨力是顯示的最小步進,精度是讀數與真值的偏離範圍,重複性是同一位置多次量測的一致性;三者互不推導,參數列上必須分別看清,尤其要讀懂「±(1%~3%)H+1.5μm」這類含比例項的精度表達。
被測件的幾何條件會系統性改變讀數:基材太薄會使讀數偏小,曲面會改變探頭與基材的耦合,靠近邊緣處磁場/渦流分佈不完整;這三類誤差不能靠校準消除,只能靠規範操作規避。
透光率測的是可見光穿過材料的比例(VLT),霧度測的是透射光中散射光佔比,光澤度測的是表面在特定入射角下的鏡面反射強度;三者是三類不同的光學量,對應三套不同的儀器與標準體系。