專利名稱：電容式金屬內表面上的非導電涂層厚度測量方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明提供一種電容式金屬內表面上的非導電涂層厚度測量方法及裝置，是對現 有非導電涂層測量方法的改進，屬于電子檢測儀器技術領域。
技術背景金屬基體上的非導電涂層厚度的快速、準確、穩定地測量，是確保這些涂層質量 的必要手段。這些涂層一般起防腐保護以及裝飾美化作用，主要包括油漆、防腐涂料 等。在汽車、家電、石油管道運輸、化工容器等有廣泛的應用。目前，測量非導電涂 層厚度的典型方法是電感與電渦流式傳感器，比如，用于汽車油漆層厚度測量的德國 某公司生產的涂層厚度儀的測量頭尺寸為80mmXO10mm，使用時測頭必須與被測 面垂直，所以，它能測量的最小直徑要大于80，不能用于小直徑的內表面涂層厚度測 量。該方法在使用中存在一些不足(1)由于傳感線圈需要有一定的尺寸要求，傳感 器的體積比較大，不適合在對測量裝置的空間尺寸有一定限制(金屬內表面)的場合。 (2)在強電磁干擾情況下，工作不穩定。 發明內容本發明提供一種電容式金屬內表面上的非導電涂層厚度測量方法及裝置，解決了 現有電感或電渦流式非導電涂層厚度測量儀存在的體積大，不便檢測內表面涂層厚度 的難題。本發明的非金屬涂層厚度測量方法將兩個探測極板分別放置在被測金屬基體的 非導電涂層表面的不同位置上，與金屬基體構成串聯的兩個電容，電容信號送至電容 數字轉換器轉換成數字信號送給微處理器，微處理器與測量主機中的單片機連接進行 數據傳遞，測量主機的單片機將接收的信號換算成電容極板之間距離即得到涂層厚 度，通過液晶顯示并存儲。適用于本發明測量方法的裝置，是由電容數字傳感器和測量主機兩部分構成，其 中，電容數字傳感器包括兩個測量極板、電容數字轉換器、微處理器，測量極板是 由固化在柔性體上的金屬箔片構成；測量極板與電容數字轉換器信號輸入端連接，將 電容信號轉換成數字信號，通過fC總線送至微處理器，微處理器將處理的信號發送 給測量主機中的單片機；微處理器還對電容數字轉換器發送控制信號，實現其功能配測量主機包括單片機、液晶顯示、數據存儲，單片機通過串行接口與微處理器 連接，將接收的信號轉換成電容極板之間距離，即得到被測涂層厚度，送至液晶顯示 并存儲。同時，它可與上位機通過UBS 口迸行通訊，測量信息傳到主計算機上，應用EXCEL文件的形式進行數據的整理和加工，從而進行數據統計計算和分析，生成 統計分析所需的各種圖表、曲線。本發明裝置用于測量時，將電容數字傳感器的兩個測量極板與被測涂層緊密接 觸，由于非導電的涂層的存在，兩測量極板與被測涂層的金屬基體就構成了一對串聯 電容，通過測量其數值的大小可以導出非導電涂層的厚度，即極板與基體的距離。本發明的積極效果在于利用測量極板與被測基體、涂層之間產生的電容量作為 檢測信號，測量電容和轉換芯片之間為剛性連接，避免了引出的電纜上的寄生電容對 信號的干擾，因此它抗干擾能力強、測量精度高。具有測頭尺寸小、精度高、抗干擾 能力強、魯棒性好等特點。本發明裝置可以用于對測量裝置的空間尺寸有一定限制的場合(測量的金屬內表面最小直徑為25mm)，如輸油管內表面以及化工反應器內表面 等的涂層厚度測量，從而大大提高非導電涂層的質量。
圖l本發明測量裝置電路原理圖。
具體實施方式
根據圖1所示，本發明的測量裝置，是由電容數字傳感器和測量主機兩部分構成， 其中，電容數字傳感器包括兩個測量極板、電容數字轉換器(集成芯片AD7745)、 微處理器(STC10F08XE)，測量極板是由固化在柔性體上的金屬箔片構成，檢測時可 緊貼在被測工件的表面；測量極板與電容數字轉換器信號輸入端連接，將電容信號轉 換成數字信號，通過I2C總線送至微處理器(STC10F08XE)，微處理器(STC10F08XE) 將處理的信號發送給測量主機中的單片機(STC10F12XE)中；微處理器 (STC10F08XE)還對電容數字轉換器發送控制信號，實現其功能配置。測量主機包括單片機(STC10F12XE)、液晶顯示、數據存儲，單片機通過串行 接口與微處理器(STC10F08XE)連接，將接收的信號換算成測量極板之間距離，即 得到被測涂層厚度，送至液晶顯示并存儲。同時，它可與上位機通過UBS 口進行通 訊，測量信息傳到主計算機上，應用EXCEL文件的形式進行數據的整
權利要求
1、一種電容式金屬內表面上的非導電涂層厚度測量方法，將兩個測量極板分別放置在被測金屬基體的非導電涂層表面的不同位置上，與金屬基體構成串聯的兩個電容，電容信號送至電容數字轉換器轉換成數字信號給微處理器，微處理器與測量主機中的單片機連接進行數據傳遞，單片機將接收的信號換算成電容極板之間的距離，即得到涂層厚度，再通過液晶顯示并存儲。
2、 權利要求1所述方法制成的非導電涂層厚度測量裝置，其特征在 于由電容數字傳感器和測量主機兩部分構成，其中，電容數字傳感器包括兩個測量極板、電容數字轉換器、微處理器，測量極板是由固化在柔性體上的金屬箔片構成；測量極板與電容數字轉換 器信號輸入端連接，將電容信號轉換成數字信號，通過I力總線送至微處 理器，微處理器將處理的信號發送給測量主機中的單片機；微處理器還對 電容數字轉換器發送控制信號，實現其功能配置；測量主機包括單片機、液晶顯示、數據存儲，單片機通過串行接口 與微處理器連接，將接收的信號轉換算成電容極板之間的距離，即得到被 測涂層厚度，再送至液晶顯示并存儲。
全文摘要
本發明提供一種電容式金屬內表面上的非導電涂層厚度測量方法及裝置，包括電容數字傳感器和測量主機，測量極板是由固化在柔性體上的金屬箔片構成；測量極板與電容數字轉換器信號輸入端連接，將電容信號轉換成數字信號，通過I<sup>2</sup>C總線送至微處理器將處理的信號發送給測量主機中的單片機；單片機通過串行接口與微處理器連接，將接收的信號轉換算成電容極板之間的距離，即得到被測涂層厚度。利用測量極板與被測基體、涂層之間產生的電容量作為檢測信號，具有測頭尺寸小、精度高、抗干擾能力強、魯棒性好等特點。本發明裝置可以用于對測量裝置的空間尺寸有一定限制的場合，測量的金屬內表面最小直徑為25mm，從而大大提高非導電涂層的質量。
文檔編號G01B7/06GK101614521SQ20091006735
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月30日 優先權日2009年7月30日
發明者韋麗君, 馬風雷 申請人:長春工業大學