專利名稱：：測定復合材料上的涂層的厚度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種通過應用感生電流測定復合材料上的涂層的厚度的方法。
背景技術(shù)：
：感生電流或渦電流(也稱為寄生電流或傅科電流)是由交變磁場在絕緣導體內(nèi)感生的循環(huán)電流。在交變磁場穿過絕緣材料的情況下，在上述非導電材料上不感生渦電流。當前熟知的是使用感生電流作為測定導電金屬上的非導電涂層厚度或磁性金屬上的非磁性金屬涂層厚度的非破壞性的測試方法。然而，目前沒有應用感生電流測量復合材料例如碳纖維上的厚度的可靠方法，因為這種材料雖然是導體，但具有非常低的電導率。其它類型的技術(shù)，例如超聲波技術(shù)，目前已經(jīng)被提議作為用于測定復合材料上的厚度的非破壞性測試方法，但是這一類型的技術(shù)使用非常復雜的設(shè)備并且不提供可靠的結(jié)果。本發(fā)明是針對這些缺點的解決方案。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提出一種用于測定復合材料例如碳纖維上的涂層的厚度的間接測量方法，該方法包括以下步驟一將復合材料及其涂層安置在平面結(jié)構(gòu)上，以使其在測量區(qū)域內(nèi)具有恒定的厚度并且包括無涂層區(qū)域；_將復合材料的無涂層側(cè)安置在恒定厚度的導電材料薄片上；一通過多通道類型的感生電流生成設(shè)備在導電材料上生成感生電流；一選擇低頻且高穿透力的探針進行測量，調(diào)整其增益至測量中所需的調(diào)整(adjustment);一通過使用所述探針測量復合材料的無涂層區(qū)域執(zhí)行該方法的零點校正；一通過使用所述探針測量已校正的復合材料纖維執(zhí)行參比校正；一使用所述探針執(zhí)行復合材料及其涂層的測量；一基于涂層和復合材料在感生電流中出現(xiàn)對導電材料薄片的剝離效應的測量，考慮當感生電流從該電流生成設(shè)備離開時，該電流橫穿復合材料和涂層時的強度降低的影響的情況下，測定復合材料的涂層的厚度。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在下面與附圖相關(guān)的對其主題的示例性實施方案的詳細描述中揭示。圖1示出了本發(fā)明測量方法對象的零點校正在屏幕上的表示。圖2示出了使用175pm邁拉(Mylar)聚酯薄片作為參比的本發(fā)明測量方法對象的校正在屏幕上的表示。圖3示出了用于測試本發(fā)明測量方法對象的測試片。圖4示出了顯示具有紋理表面的復合材料的粗糙度的顯微照片，這樣的粗糙度構(gòu)成了本發(fā)明測量方法的附加困難。圖5a-d示出了在用本發(fā)明測量方法檢查的測試片中的一個上進行的顯微照片。圖6示出了用本發(fā)明的方法對象檢查的測試片的測試獲得的結(jié)果曲線與實際數(shù)據(jù)的比較。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的測量方法，測量探針在待測量的復合材料上的放置。發(fā)明詳述本發(fā)明開發(fā)的用于測定復合材料例如碳纖維上的涂層厚度的方法包括在考慮復合材料或碳纖維相對于平面金屬薄片例如鋁合金薄片的剝離的情況下進行的間接測量。4本發(fā)明描述的方法可以被應用于從20,變化到300pm的寬范圍的涂層厚度，原因是它們決不能太厚以致于此處所提出的低頻技術(shù)無法穿過它們。碳纖維的厚度薄，大體上為1到5mm，從而允許在涂層厚度的測量中獲得非?？煽康慕Y(jié)果，原因是它們在分離變量法中具有更大的相對重要性。鋁薄片必須具有合適的厚度，優(yōu)選大于2mm并且必須沒有被電鍍。在不同的處理情況下，2024、7075薄片等適合于執(zhí)行校正以及因此的測量。用本方法獲得的結(jié)果與在所論述(conflict)情形中測定的顯微照相的切割測量結(jié)果進行比較。實施例在本發(fā)明的一個特定的實施方案中獲得的結(jié)果如下所述，使用多通道ZetecMIZ—40A作為感生電流設(shè)備，使用萊卡Q550MW圖像分析器作為顯微設(shè)備，以及使用絕對DonutNortec/R/100Hz-lkHz/.50-1.00英寸，P/N9215653/S/NF04173類型的具有以下特性的探針作為測量探針一頻率950Hz一角度233°一增益41dB—水平等級2.0V/D—豎直等級0.4V/D_驅(qū)動16首先，利用無涂料的碳纖維測試片的末端，這是在這種特定情況下被測量的涂層，進行零點校正。如在圖l中能夠看到的，示出了該設(shè)備在屏幕上的顯示，并且其中阻抗矢量角度或相位已經(jīng)被調(diào)整到233。，以獲得假設(shè)剝離效應被測量時的豎式表示，遞減(descending)的豎直線被定位在屏幕的第一正方形高度內(nèi)，因此達到相應于無涂料的碳纖維測試片也就是相應于校正零的l個正方形(從總共8個里面選出)的高度。然后，如圖2所示，校正是基于在碳纖維測試片上的175pm校正的邁拉類型聚酯薄層進行的。剝離達到屏幕上6個正方形高度，因而發(fā)生5個正方形的變化。在本校正中屏幕的五個正方形因此等價于175pm(l個正方形二35pm)。能夠取決于要測量厚度的界限(margin)，用足夠的振幅校正該設(shè)備，以使得能夠在各種特殊情形下調(diào)整校正。在圖3中可以觀測用于測試的測試片之一，該測試片包括5個工作區(qū)域1.—黑色無涂料區(qū)域(為校正該設(shè)備的零點)；2.—第一白色涂料層；3.—第二黃色涂料層；4.一第三灰色涂料層及5.—第四淺藍色涂料層。一旦先前的校正被執(zhí)行，具有零調(diào)整和175pm邁拉類型聚酯薄片參比，在不同測試片中的每一層的厚度的讀出被執(zhí)行，將讀數(shù)與絕對顯微照片測量作比較。圖3的被檢査的測試片具有1.6mm的標稱纖維厚度。更小的或更大的厚度顯然需要調(diào)整在與厚度同一方向上的低頻探針增益以達到同樣的振幅。因而，例如，3.2mm的纖維厚度需要44dB替代先前校正中所使用的41dB。另一個要考慮的重要問題是要被檢查的碳纖維的精整表面。具有紋理表面的復合材料是非常粗糙的，并且這樣可能使得非常薄的涂層厚度難以測量，特別是如果考慮所述纖維的相當大的厚度的情況。對于小的厚度，正如在這個實施例中(1.6mm)，這一事實能夠通過用探針在纖維和鋁載體薄片上施加壓力而被最小化，以及得益于所使用的Doimt類型探針的寬圓形構(gòu)造。因而，圖4的顯微照片表示了具有紋理表面的復合材料的粗糙度，該粗糙度達到差不多125pm的最大值。此方法中的另一個有關(guān)的問題是校正零點的重要性，其必須在每一次測量之間被執(zhí)行，目的在于盡可能地避免可能在其中干擾的波動。這使得在每次讀數(shù)之前必需校正零點。以下的表1顯示了在測量界限中，通過本發(fā)明的感生電流方法測試的測試片中獲得的結(jié)果對這些測試片的顯微照相的切割的實際數(shù)據(jù)，以及本方法的校正中使用的兩個邁拉類型的參比聚酯薄片。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>邁拉195/19318.9/17.5單位pm關(guān)于圖6，顯示了獲得的結(jié)果的線性曲線，可以觀察到在工作界限(40和140nm)的調(diào)整更大和在中心區(qū)域(70和100nm)的離散更大，很可能是由于在第2和第3涂料層缺少均勻性以及由于纖維的粗糙度的影響(inddence)相對更大，因為纖維具有紋理表面。然而，如果考慮前述的(starting)限制，該調(diào)整是足夠好并且精確的。因而，本發(fā)明開發(fā)的通過使用感生電流測定復合材料上的涂層厚度的方法，具有以下詳述的主要特征一測量是間接的，考慮了作為從平面鋁合金薄片上的剝離形式的碳纖維涂層及涂料涂層；_通常的平面結(jié)構(gòu)允許接近纖維的兩側(cè)；一材料的無涂料區(qū)域需要校正測量方法的零點；一零點校正必須在任何測量前進行，其目的在于避免該方法可能的波動；一纖維的厚度越大，測量探針必需的增益越大；一使用低頻Donut類型探針是必要的，同時該頻率使得該探針具有高穿透力；以及一獲得的調(diào)整依賴于所使用探針的增益，大約在15pm。包括在后附權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)的修改可以被列入在剛才描述的優(yōu)選實施例中。權(quán)利要求1.一種用于測定復合材料上的涂層的厚度的測量方法，其特征在于，所述測量方法包括以下步驟-將所述復合材料及其涂層安置在平面結(jié)構(gòu)上，以使其在測量區(qū)域內(nèi)具有恒定厚度并包括無涂層區(qū)域；-將所述復合材料的無涂層側(cè)安置在具有恒定厚度的導電材料薄片上；-通過多通道類型感生電流生成設(shè)備在所述導電材料上生成感生電流；-選擇低頻且高穿透力探針進行所述測量，調(diào)整其增益至所述測量中所需的調(diào)整；-通過使用所述探針測量所述復合材料的所述無涂層區(qū)域，以進行所述方法的零點校正；-通過使用所述探針測量已校正的復合材料纖維，以進行參比校正；-使用所述探針進行所述復合材料及其涂層的測量；-基于所述涂層和所述復合材料在感生電流中出現(xiàn)對所述導電材料薄片的剝離效應的測量，考慮當感生電流從所述電流生成設(shè)備離開時，所述電流橫穿所述復合材料和所述涂層時的強度降低的影響的情況下，測定所述復合材料的所述涂層的厚度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測定復合材料上的涂層的厚度的測量方法，其特征在于，所述涂層的厚度的范圍為20至lj300^im。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測定復合材料上的涂層的厚度的測量方法，其特征在于，所述復合材料是碳纖維。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測定復合材料上的涂層的厚度的測量方法，其特征在于，所述導電材料具有大于或等于2mm的恒定厚度。全文摘要本發(fā)明涉及一種通過應用感生電流測定復合材料上的涂層的厚度的方法，其特征在于，該復合材料及其涂層被放置在導電材料上，其中建立由交變磁場感生的循環(huán)電流，隨后基于該涂層及該復合材料在感生電流中出現(xiàn)對上述導電材料的剝離效應的測量，進行間接測量。文檔編號G01B7/02GK101657693SQ200680055985公開日2010年2月24日申請日期2006年9月29日優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日發(fā)明者華金·帕斯奎爾·費爾南德斯,安東尼奧·富恩特·索維龍申請人:空客西班牙公司