วิธีกระแสไหลวนแบบ ต่อมุมเฟส
วัดการเคลือบโลหะได้อย่างน่าเชื่อถือด้วยกระแสไหลวน.
วิธีกระแสไหลวนแบบไวต่อเฟสเป็นการแก้ไขวิธีกระแสไหลวนที่ไวต่อแอมพลิจูด สำหรับการวัดความหนาของชั้นเคลือบ. วิธีกระแสไหลวนแบบไวต่อเฟสสามารถใช้เพื่อทดสอบการเคลือบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าบนพื้นผิวใดๆ ตามมาตรฐาน ISO 21968 เช่น ทองแดงบน PCB หรือนิกเกิลบนเหล็กหรือวัสดุฉนวน. วิธีกระแสไหลวนแบบไวต่อเฟสไม่ไวต่ออิทธิพลภายนอกมากนัก. ตัวอย่างเช่น ความโค้งของชิ้นส่วนทดสอบหรือความหยาบของพื้นผิวแทบไม่ส่งผลต่อการวัด ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบอย่างมากเมื่อเทียบกับการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก หรือวิธีไวต่อแอมพลิจูด. ด้วยเหตุนี้ หัววัดที่ไวต่อเฟสจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทดสอบความหนาของสังกะสีบนชิ้นส่วนขนาดเล็กในการชุบด้วยไฟฟ้าโดยไม่ต้องสอบเทียบเพิ่มเติม.
นี่คือวิธีการทำงานของกระแสไหลวนแบบไวต่อเฟส.
หัววัดกระแสไหลวนแบบไวต่อเฟสประกอบด้วยแกนเฟอร์ไรต์ซึ่งมีขดลวดสองเส้นพันอยู่. กระแสจะสร้างสนามแม่เหล็กความถี่สูง (ช่วง kHz-MHz) ในคอยล์กระตุ้น ซึ่งสร้างกระแสไหลวนในตัวอย่าง.
โดยขดลวดที่สอง – ขดลวดวัด – วัดความต้านทานไฟฟ้ากระแสสลับ (impedance) ของโพรบ. อิมพีแดนซ์ของโพรบนี้ได้รับการแก้ไขโดยกระแสไหลวนในตัวอย่าง และอยู่นอกเฟส (มุมเฟส φ) เมื่อเปรียบเทียบกับกระแสกระตุ้น (โพรบไม่มีตัวอย่าง).
มุมเฟส φ ขึ้นอยู่กับความหนาของชั้นชุบและค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุ. หากทราบค่าการนำไฟฟ้า มุมเฟสจะถูกเปรียบเทียบในเครื่องมือที่มีเส้นโค้งลักษณะเฉพาะที่เก็บไว้ และแปลงเป็นค่าความหนาของสารเคลือบ.
จะเกิดอะไรขึ้นระหว่าง lift-off?
สำหรับการวัดความหนาของชั้นเคลือบ วิธีกระแสไหลวนแบบไวต่อเฟสมีข้อได้เปรียบอย่างมาก. ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น สัญญาณการวัดจริงจะถูกสร้างขึ้นโดยตรงในการเคลือบ. วิธีนี้ทำให้วิธีการนี้แตกต่างจากการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กและวิธีที่ไวต่อแอมพลิจูดอย่างมาก โดยจะวัดการลดทอนของสัญญาณจากวัสดุฐาน.
ด้วยเหตุนี้ จึงไม่จำเป็นต้องวางโพรบบนชั้นโลหะโดยตรง แต่ก็สามารถวัดชั้นโลหะด้านล่างชั้นเคลือบได้เช่นกัน เช่น ในการวัดแบบดูเพล็กซ์.
กระบวนการนี้ใช้ที่ไหน?
- การวัดความหนาของการเคลือบบนพื้นผิวที่ชุบด้วยไฟฟ้าและแผงวงจรพิมพ์ เช่น.
- Ni on Fe
- Zn หรือ Cu บน Fe
- Cu บนทองเหลืองหรือทองแดง
- การเคลือบอะลูมิเนียมแบบพ่นด้วยความร้อน (TSA) บน Fe
- Cu บนแผงวงจรพิมพ์
- Cu ในรูในแผงวงจรพิมพ์
ปัจจัยใดที่มีอิทธิพลต่อการวัด?
วิธีการวัดแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดเป็นการเปรียบเทียบ. ซึ่งหมายความว่าสัญญาณที่วัดได้จะถูกเปรียบเทียบกับเส้นโค้งลักษณะเฉพาะที่จัดเก็บไว้ในอุปกรณ์. เพื่อให้แน่ใจว่าผลลัพธ์ถูกต้อง เส้นโค้งลักษณะเฉพาะจะต้องถูกปรับให้เข้ากับสภาวะปัจจุบัน. ซึ่งทำได้โดยการปรับเทียบเครื่องมือวัดสำหรับการวัดความหนาของชั้นเคลือบ.
การสอบเทียบที่ถูกต้องทำให้เกิดความแตกต่าง
ปัจจัยที่มีอิทธิพลอย่างมากต่อการวัดความหนาของชั้นเคลือบโดยใช้วิธีกระแสไหลวนแบบไวต่อเฟสคือค่าการนำไฟฟ้าและความสามารถในการซึมผ่านของวัสดุเป็นหลัก. ความหนาของชิ้นส่วนทดสอบก็มีความสำคัญเช่นกัน. นอกจากนี้ ผู้ปฏิบัติงานควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าตำแหน่งโพรบถูกต้องสำหรับการวัดทั้งหมดเสมอ.
ความนำไฟฟ้า
สภาพการนำไฟฟ้าของสารเคลือบและวัสดุฐานจะเป็นตัวกำหนดความหนาแน่นของกระแสไหลวนเหนี่ยวนำ และมีอิทธิพลโดยตรงต่อการวัดความหนาของสารเคลือบ. ดังนั้น เครื่องมือจึงต้องได้รับการสอบเทียบโดยใช้การผสมผสานระหว่างวัสดุฐานและการเคลือบผิวที่ถูกต้อง กล่าวคือ วัสดุที่จะใช้ในการวัดจริงในภายหลัง.
ความหนาของชิ้นงานทดสอบ
สำหรับตัวอย่างที่เป็นโลหะ กระแสไหลวนจะถูกสร้างขึ้นไม่เพียงแต่ในวัสดุเคลือบเท่านั้น แต่ยังเกิดในวัสดุฐานด้วย. หากวัสดุฐานบางมาก (เช่น โลหะแผ่นแบน) จะต้องระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่ารับประกันความถี่ในการวัดและความหนาขั้นต่ำที่ขึ้นอยู่กับวัสดุ.
การใช้งานอุปกรณ์วัด
สุดท้ายแต่ไม่ท้ายสุด วิธีการใช้งานเกจวัดความหนาสีเคลือบยังมีบทบาทสำคัญในการกำหนดความหนาของสีเคลือบอีกด้วย. ตรวจสอบให้แน่ใจเสมอว่าหัววัดอยู่ในระดับเหนือพื้นผิวเคลือบและใช้งานโดยไม่มีแรงกด. ยิ่งก้านโพรบเล็กลง อิทธิพลจากการเอียงก็จะน้อยลงเท่านั้น. หากก้านโพรบมีขนาดใหญ่หรือแบน อิทธิพลก็จะยิ่งใหญ่ตามไปด้วย. เพื่อความแม่นยำที่ดีขึ้น ขาตั้ง tripod ยังสามารถใช้เพื่อลดโพรบลงบนชิ้นส่วนทดสอบโดยอัตโนมัติ. นอกจากนี้ เรายังนำเสนอเครื่องมือช่วยจัดวางสำหรับโพรบต่างๆ เช่น ปริซึมสำหรับพื้นผิวโค้ง.
หลักการ: การสอบเทียบจะดำเนินการกับชิ้นส่วนที่ไม่เคลือบผิวบนพื้นผิวการวัดเสมอ ซึ่งจะทำการวัดความหนาของสารเคลือบในภายหลังด้วย.
ความสำคัญ
เพื่อแก้ไขผลการวัดที่ผิดพลาด ต้องคำนึงถึงอิทธิพลต่อไปนี้ด้วย:
- ข้อผิดพลาดของการวัดความแข็งที่มีสารเคลือบบางเป็นพิเศษ (เช่น สารเคลือบฟอสเฟต).
- การกระเจิงเพิ่มขึ้นเนื่องจากการสึกหรอของก้านโพรบ. เราขอแนะนำให้ทำการตรวจสอบเป็นประจำ.
ใช้มาตรฐานใด?
วิธีกระแสไหลวนแบบไวต่อเฟสตามมาตรฐาน ISO 21968