[发明专利]一种基于趋肤效应的样品表面覆膜无损检测方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法及系统，包括采用频率可变的交流信号作用于待测样品的两端；逐渐增加交流信号的频率，检测不同频率的交流信号对应的待测样品两端的电阻或电压，并进行曲线绘制获取待测样品的电阻‑频率曲线或电压‑频率曲线；分析待测样品的电阻变化量或待测样品两端电压变化量随频率变化的规律，并计算或标样对比得到待测样品覆膜的厚度。本发明的基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法及系统，可对待测样品进行整体测量，检测灵敏度较高，并且可实现自动化测量，检测效率较高。另外，由于趋肤效应，高频时材料表面的缺陷对高频信号更敏感，通过改变交流信号的频率还可以获取镀膜表面缺陷及裂纹深度分布信息。

技术领域

本发明涉及镀膜检测技术领域，尤其涉及一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法及系统。

背景技术

金属表面覆膜是改善其化学、力学、电学等性能的重要方法。其中钢铁等铁磁性材料表面镀非铁磁性金属如锌、铬、锡、铜、铝等可用于改善抗腐蚀性能、延长使用寿命、改善装饰效果、降低产品成本、提高导电性能、改善焊接性能、改善元件间的力学热学参数的匹配等方面有广泛的重要应用。因此镀膜厚度和质量可能关系到产品性能、成本、使用寿命、甚至产品安全。如何准确可靠地测量镀膜厚度和品质有重要意义。

常规的镀膜厚度检测方法主要有：称重法、电量法、金相显微法、磁场法、磁力法、电磁感应法、涡流法、X射线法、β射线法、电子显微法、B超法、化学法等等，这些方法都是样品局部分析法，有些还是有损检测法，误差也较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法及系统。适合于检测铁磁质基体表面非铁磁质镀膜，或非铁磁质基体表面的铁磁质镀膜的检测。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

依据本发明的一个方面，提供了一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法，包括如下步骤：

步骤1：采用频率可变的交流信号作用于待测样品的两端；

步骤2：逐渐增加所述交流信号的频率，并检测不同频率的交流信号对应的所述待测样品两端的电阻或电压，并进行曲线绘制获取所述待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线；

步骤3：根据所述待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线分析待测样品的电阻变化量或待测样品两端电压变化量随频率变化的规律，并计算或标样对比得到待测样品覆膜的厚度d_x。

本发明的有益效果是：本发明的一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法，可以对待测样品进行整体测量，检测灵敏度较高，并且可以实现自动化测量，检测效率较高。另外，由于趋肤效应，高频时对材料表面的缺陷对高频信号更敏感，通过改变交流信号的频率还可以获取镀膜表面缺陷及裂纹深度分布信息。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述步骤1中，所述交流信号的频率变化范围为10Hz-100MHz。

上述进一步方案的有益效果是：所述交流信号的选取与待测样品表面覆膜的厚度有关，待测样品表面覆膜越薄，对应需要的所述交流信号的频率越高。上述频率范围的交流信号基本可以覆盖常见样品表面覆膜的厚度检测。进一步：所述步骤3中，计算待测样品覆膜的厚度d_x的具体实现为：

步骤31a：判断所述电阻-频率曲线或电压-频率曲线的转折点，并读取转折点处电阻或电压对应的特征频率f₀；

步骤32a：根据所述特征频率f₀计算出趋肤深度d₀；

步骤33a：根据所述趋肤深度d₀计算待测样品覆膜的厚度d_x。