非金屬基體表面涂層厚度檢測裝置及檢測方法與流程

本發明涉及涂層厚度檢測技術領域，特別是涉及一種非金屬基體表面涂層厚度檢測裝置及檢測方法。

背景技術：

涂料在噴涂的過程中，會不可避免的出現漏涂、少涂、堆積、流漬、氣泡等涂層質量問題。此外，暴露在戶外的設備受環境影響也會出現涂層缺陷等質量問題。目前，國內針對非金屬基體表面涂層缺陷、流漬等質量問題的檢測方法研究相當欠缺。通過分析現階段檢測方法，研究出一種非金屬基體表面涂層厚度檢測裝置，能有效地完成涂層厚度及均勻度的無損檢測，具有檢測周期短、檢測裝置便攜、檢測結果可靠性高等諸多優點。此裝置對各個領域檢測技術的發展有促進作用。

近年來，涂層厚度檢測技術應用于航空航天、鐵路運輸、生產制造、化工制藥等許多領域，保障機械生產制造設備的安全運行和工作人員的人身安全。國內大多數涂層厚度檢測方法都是應用于金屬基體表面的涂層厚度檢測，如鋼表面的油漆涂層、銅表面的陶瓷涂層、鐵表面的鍍鋅涂層等。在生產實際中普遍采用的涂層厚度檢測技術可以分為：超聲波檢測、射線檢測、渦流檢測、磁粉檢測、滲透檢測等等。近幾年來也不斷研究出新的檢測技術，如微波技術、紅外技術等。這些技術均屬于無損檢測的范疇，并在金屬基體表面的涂層厚度檢測領域得到廣泛的應用。

而在非金屬基體表面涂層厚度檢測技術方面，目前多采用探針法這類對被測涂層有損傷的檢測方法。這類方法不僅破壞了涂層的完整性，而且降低了被測物體的性能，給設備的正常運行帶來了隱患。因此，現階段在非金屬基體表面涂層厚度檢測方法急需進一步的研究和改進。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，而提供一種非金屬基體表面涂層厚度檢測裝置。

為實現本發明的目的所采用的技術方案是：

一種非金屬基體表面涂層厚度檢測裝置，包括套筒，固定設置在套筒頂部的電機，設置在所述的套筒內并受所述的電機驅動上下移動的底座，固定設置在底座下端部的測量頭，定位在測量頭和底座間的壓力傳感器。

所述的非金屬基體為高硬度非金屬材質。

所述的壓力傳感器為薄膜壓力力敏傳感器，所述的測量頭貼合在所述的底座下端面。

所述的電機通過絲杠螺母驅動所述的底座上下移動。

所述的套筒為電膠木材質，在所述的筒體頂部設置有蓋板，所述的電機固定在蓋板上。

在所述的測量頭通過與所述的底座固定連接的圓環定位。

在所述的套筒的側壁上開用以將壓力傳感器與外部連接的線孔，在相異側開有導槽，在底座位置設置有與導槽對應的導銷。

一種使用非金屬基體表面涂層厚度檢測裝置的檢測方法，包括以下步驟，

1)將所述的套筒相對于待檢測非金屬基體固定，并設定壓力檢測起始值和壓力檢測終止值；

2)驅動電機帶動底座靠近所述的待檢測非金屬基體并使測量頭與其接觸并產生擠壓；

3)讀取壓力傳感器數值當其達到壓力檢測起始值時開始計時，當達到壓力檢測終止值時停止計時，

4)根據時間間隔、電機轉速計算壓力值從壓力檢測起始值到壓力檢測終止值之間的底座的位移，并根據材料彈性性能計算涂層厚度。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明用于非金屬基體表面涂層厚度檢測，可測量毫米級別的涂層，測量精度可達0.1mm，具有檢測周期短、檢測裝置便攜、檢測結果可靠性高等諸多優點，能實現涂層厚度的高效無損檢測，對非金屬基體涂層厚度檢測技術的發展具有推動作用。而且本發明裝置的設計成本低，在實際檢測工作中的工序少，可降低工作人員的勞動強度，提高檢測工作的安全性，具有良好的推廣和應用價值。

附圖說明

圖1所示為本發明的非金屬基體表面涂層厚度檢測裝置的結構示意圖；

圖2所示為內部結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

如圖1和圖2所示，本發明的非金屬基體表面涂層厚度檢測裝置包括絕緣材質，如電膠木材質的套筒7，設置在所述的筒體頂部的蓋板5，固定設置在套筒頂部的蓋板上的電機4，優選為步進電機，設置在所述的套筒內并受所述的電機驅動上下移動的底座1，固定設置在底座下端部的測量頭2，定位在測量頭和底座間的壓力傳感器8。其中，所述的非金屬基體為高硬度非金屬材質。所述的壓力傳感器為薄膜壓力力敏傳感器，所述的測量頭貼合在所述的底座下端面并將所述的薄膜壓力力敏傳感器夾持定位其中實現壓力測量。

工作原理：預先設定壓力檢測起始值和壓力檢測終止值。對于不同的涂層厚度和涂層材質，持續對涂層表面施壓后，檢測壓力從起始設定值到達終止壓力值的時間不一樣，因為涂層所表現的彈性形變不同，涂層厚的地方測得的時間長，涂層薄的地方測得的時間短。因此，可以通過絲桿螺母電機持續正轉后，陶瓷壓力檢測頭與被測表面接觸并施壓，通過薄膜壓力力敏傳感器檢測的壓力值從設定的壓力檢測起始值到達壓力檢測終止值的時間差來判斷涂層厚度的大小。

本發明用于非金屬基體表面涂層厚度檢測，可測量毫米級別的涂層，測量精度可達0.1mm，具有檢測周期短、檢測裝置便攜、檢測結果可靠性高等諸多優點，能實現涂層厚度的高效無損檢測，對非金屬基體涂層厚度檢測技術的發展具有推動作用。而且本發明裝置的設計成本低，在實際檢測工作中的工序少，可降低工作人員的勞動強度，提高檢測工作的安全性，具有良好的推廣和應用價值。

具體地說，為實現底座的上下移動，所述的電機通過絲杠螺母驅動所述的底座上下移動，同時，在所述的套筒的側壁上開用以將壓力傳感器與外部連接的線孔，在相異側開有導槽，在底座位置設置有與導槽對應的導銷。

為提高所述的測量頭固定效果，在所述的套筒下端內部固定設置，如過盈配合地設置有圓環3，所述的測量頭包括連接端，與所述的連接端一體形成的柱體，以及形成在柱體下端的圓錐狀接觸頭，所述的柱體可自圓環中穿過且連接端與圓環相干涉并將其固定在底座上。

本發明的非金屬基體表面涂層厚度檢測裝置的檢測方法，包括以下步驟，

1)將所述的套筒相對于待檢測非金屬基體固定，并設定壓力檢測起始值和壓力檢測終止值；夾緊可直接利用夾具定位等多種方式，只需要將其相對固定即可，

2)驅動電機，優選步進電機帶動底座靠近所述的待檢測非金屬基體并使測量頭與其接觸并產生擠壓；

3)讀取壓力傳感器數值當其達到壓力檢測起始值時開始計時，當達到壓力檢測終止值時停止計時，然后在驅動電機倒轉，使測量頭與非金屬基體脫離接觸，便于夾具的后續釋放；

4)根據時間間隔、電機轉速計算壓力值從壓力檢測起始值到壓力檢測終止值之間的底座的位移，并根據材料彈性性能計算涂層厚度。

針對不同的涂層材料，可根據實驗值或者樣本測定多多種方式進行標定，而本發明能精確獲知在兩個壓力值之間的位移，這就建立唯一可靠的對應關系，能直接準確的獲知涂層厚度。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出的是，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。