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電導率的測定及其應用

2021-5-24 閱讀(3120)

物理原理

電導率是一項重要的材料特性,它反應了金屬中允許通過電流的程度,同時也可以推斷出該金屬的成分、微觀結構或機械性能。

采用相敏渦流測試法來測量材料這一重要的物理量,該方法符合標準DIN EN50994。

它是如何工作的?

相敏渦流法的探頭由鐵素體鐵芯組成,鐵芯周圍繞有兩個線圈。首先,勵磁線圈中的電流產生高頻磁場(kHz-MHz范圍),該磁場是樣品中產生了渦流。 

探頭里的另一個線圈,即測量線圈,用來測量交變電阻(阻抗)。探頭的阻抗通過樣品中的渦流修正,與無樣品時探頭產生的激勵渦流相比,其相位發生偏移(相位角φ)。

相位角φ是由材料的電導率直接決定的。

非接觸測量

在相敏渦流法中,復阻抗的幅值對測量信號不產生影響。因此,探頭不必直接接觸被測物體表面。非接觸測量的距離補償可達200-700μm。該方法可以用來測量被箔片或油漆覆蓋的工件的電導率。

測量過程中需要注意的事項

所有的電磁測量法都是通過比較的方法。也就是將測量信號與存儲在設備中的特征曲線進行比較。為了得到正確的結果,特征曲線必須與當前條件相匹配,可通過校準來實現。 

正確的校準才是關鍵!

影響相敏渦流法測量電導率因素主要是樣品的溫度和厚度。此外,操作者應確保在任何測量過程中始終正確放置探頭。

溫度的影響

溫度對金屬的電導率有很大的影響。因此,電導率通常是在20℃的參考溫度下給出的。如果測量時環境溫度不同,測得的電導率值需要轉換成參考溫度對應的電導率值。為此,一些Fischer的電導率探頭內置了溫度傳感器。

樣品厚度的影響

渦流的穿透深度是有限的,如果樣品不夠厚,例如一些硬幣或薄片,就會對測量結果有很大的影響。因此,必須通過設置探頭頻率選擇合適的渦流穿透深度。 

操作人員的影響

最后重要一點,儀器的操作方式也是一個主要的影響因素。確保探頭始終垂直接觸被測面,且不受外力。為了獲得更準確的測量值,還可以借助測量臺來使探頭自動接觸樣品。



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