Skip to content
Industrial Inspection & Measurement Instruments

渦流法測厚原理:為什麼它只能測非磁性金屬基材

渦流法測厚原理:為什麼它只能測非磁性金屬基材

一句話結論

渦流法測的是「線圈離導電基材有多遠」。它只對非磁性且導電的基材有效(鋁、銅、黃銅、奧氏體不鏽鋼),只對非導電塗層有效。兩個條件缺一不可。

物理機制:從渦流到讀數

  1. 探頭線圈透過高頻交變電流(>1 MHz),在周圍建立交變磁場;
  2. 磁場在導電基材表層感應出閉合的渦流(eddy current),渦流又產生反向磁場;
  3. 反向磁場改變線圈的阻抗。線圈離基材越遠(塗層越厚),渦流越弱,阻抗變化越小;
  4. 儀器測出阻抗變化量,轉換成厚度。

行業術語「lift-off」(提升高度)原本就是描述這種線圈與基材的距離。在渦流測厚中,塗層厚度被「翻譯」成了一個提升高度。

ISO 2360 與磁性法的分工

磁性法 ISO 2178 渦流法 ISO 2360
基材要求 鐵磁性(鋼、鐵) 非磁性且導電(鋁、銅、黃銅、奧氏體不鏽鋼)
塗層要求 非磁性 非導電
典型頻率 低頻 >1 MHz 高頻
中國對應國標 GB/T 4956 GB/T 4957
典型量程 0-1500 / 2000μm,最高 15mm 0-1250μm 為主,超薄可達 500μm

對導電率的敏感是最大的工程陷阱

渦流強度取決於基材的導電率。而導電率是一個比導磁率更「活潑」的參數:

  • 6061 與 7075 鋁合金的導電率不同,讀數基準也不同;
  • 銅合金的成分比例變化會明顯改變導電率;
  • 材料經過固溶、時效、退火處理後導電率改變;
  • 基材本身過薄時(薄於渦流有效穿透深度),讀數會偏小。

工程做法:在同材質、同狀態的裸基材上做零點校準,再用標準片核對斜率。不要拿一塊鋁的校準結果去測銅件。

渦流法不可替代的應用場景

  • 鋁合金型材與門窗的陽極氧化膜厚度:建築與工業鋁型材的品質控制項;
  • PCB 三防漆(conformal coating):電路板保護塗層的厚度,基材是銅箔與玻纖複合材料上的導電層 —— Dongru DR370A 的目標場景;
  • 鋁、銅表面陽極氧化層與超薄油漆:DR370B 的量程為 0-500μm,專門面向超薄層;
  • 汽車鋁合金輪轂塗層、廚具鋁板塗層、電池鋁殼塗層。

在 Dongru 產品線上的對應機型

純渦流機型為 DR370A(0-1250μm,PCB 三防漆 / 電路板油漆)與 DR370B(0-500μm,鋁銅表面氧化層、超薄油漆)。若要同時覆蓋鐵基與非鐵基場景,應選 Fe/NFe 兩用機型,如 DR280A、DR380A、DR-A5、DR130 —— 它們在同一個探頭上整合兩套線圈,按基材自動切換原理。

常見誤解

  • ❌ 「渦流法可以測塑膠基材」 —— 不行。塑膠不導電,渦流無從產生。非金屬基材上的塗層要用超音波法(ASTM D6132)。
  • ❌ 「一塊鋁校準完,測銅也一樣準」 —— 導電率差異會讓讀數系統性偏移。
  • ❌ 「渦流法精度不如磁性法」 —— 在合規基材與正確校準下,兩者的不確定度量級相當;差異來自基材變數而非原理本身。