長期以來，人們都認為采用非接觸式和無損測量涂層厚度是理想化。但來自瑞士的兩位研究人員研發(fā)了一種測量系統(tǒng)，在測量薄鋅片涂層厚度時，憑借其高測量精度證明這技術是可實現的。

通過連續(xù)監(jiān)控涂層工藝，不僅可以優(yōu)化涂層品質，而且可以節(jié)省材料，從而大大降低生產成本。

因此，在噴涂工藝中測量濕漆涂層厚度是許多用戶的愿望。然而，傳統(tǒng)方法只有在工藝結束和參數不可再修正時才會完成測量。所以，磁感應或渦流涂層厚度測量方法僅在干燥或烘干后的涂層上進行。即使是砂光圖案也只能通過干漆膜產生-以及必須是非常好的切割工藝。

在蘇黎世應用科學大學(ZHAW)，研究人員Andor Bariska和Nils Reinke與各種工業(yè)合作伙伴共同開發(fā)了新型熱膜測試程序，并在此基礎上開發(fā)了“CoatMaster”在線非接觸式實時測厚系統(tǒng)并將其投入到成熟的生產中。

該裝置利用涂層的熱性能來實現無損和非接觸式測量其性能。為此，首先用計算機控制閃光燈對濕膜部件進行短暫加熱。高速紅外傳感器記錄從5到50厘米距離的熱輻射。然后表面溫度根據涂層厚度和熱性質以特征動態(tài)從而衰減。借助專門開發(fā)的算法評估表面上的動態(tài)溫度分布，以定量和可重復地確定涂層厚度和其他性質。

測量濕膜以及移動部件的涂層厚度的優(yōu)點是很明顯的：可以實時檢查工藝中或部件上涂層的厚度分布。因此，如果涂層厚度波動太大或超過預設的上限，則可以快速反映工藝偏差。CoatMaster在線非接觸是實時測厚系統(tǒng)可以直接集成到生產線中。引入新系統(tǒng)也能若測量結果不符合規(guī)范，可以立即進行干預并重新調整工藝參數。

此外，該測量系統(tǒng)的特點是具有非常高的測量精度;可重復性也高于其他已有的測量方法，并且精確校準時受粗糙度或不平表面的影響很小。即使在具有復雜幾何形狀和內表面的部件上，也可以可靠精確地測量涂層厚度。

帶鋅片系統(tǒng)的測試系列

位于德國Herdecke的Dorken MKS- Systeme GmbH公司為了縮小涂層厚度波動和過度噴涂造成的材料損失，決定聯系了銷售Coatmaster測量系統(tǒng)的德國 WinTerthur Instruments AG公司，并且計劃進行廣泛的測試系列，包括基礎涂層"Delta-Tone 9000" 和"Delta-Protekt KL 101" ，以及表層涂層 "Delta-Seal" (銀色和黑色)。為了比較兩種測量方法，采用已有的磁感應法，在濕態(tài)和鍍膜主態(tài)以及烘干情況下進行涂層厚度的測量。對于每個測量位置，使用重復五次測量方法，兩個重復測量變量。方法的一致性是用平均值的差值來計算;為了估計它們的準確性，使用了重復測量的標準偏差。

CoatMaster的高測量精度使該設備特別適用于測量非常薄的涂層，如鋅片系統(tǒng)

結果表明，Coatmaster的測量數據與烘干狀態(tài)下磁感應基準測量值一致。由于新方法只用一次測量就獲得了很高的精度，因此幾乎不需要測量。然而，為了獲得能與磁感層厚度測量相比較的結果，根據表面條件，需要達到170個測量值的平均值。

D?rkenMKS-Systeme團隊也對其高測量精度表示認同。使用傳統(tǒng)測量方法， + / -1至2μm的偏差是正常的-這看起來不太多。然而，鋅薄片系統(tǒng)的平均總厚度為8至12微米，這種偏差可能是10%或更高。通過降低該值，特別是在扁平大型零件的情況下可以節(jié)省巨大的生產成本。此外，在傳統(tǒng)方法的應用中，在表面上僅檢測到單個測量點，僅基于總層厚度分布的經驗值可以忽略，并且基板的粗糙度另外增加波動。

對于CoatMaster，取決于基板的粗糙度的偏差經驗值在0.1和0.5μm之間。因此，對于薄膜領域的系統(tǒng)，當涉及應用方法的精確控制和涂層工藝的優(yōu)化時，該方法的使用在技術上和經濟上特別有用。

在實際應用中作用顯著

作為大型生產線的一部分，該測量技術顯著提高了經濟規(guī)劃的可靠性。最重要的是，客戶對能直接應用到工藝中以及質量和利潤得到控制提升是非常感興趣的。與此同時，尤其對于大的、平的部件，該系統(tǒng)的重要性更加突出，但也有一些元件的幾何形狀不規(guī)則，所以要求均勻涂層是很難實現的。DIN a3尺寸的設備外殼集成到工藝鏈中也得到了實現。

最近Winterthur Instruments公司將其原來的激光定位系統(tǒng)轉換為LED技術，使 CoatMaster更加人性化。涂層工藝的監(jiān)控可以通過WLAN從整個工廠內部完成，而不再需要通過一直安裝的監(jiān)視器進行，這為用戶提供了高度的靈活性。