从一项测厚仪专利，看涂层厚度检测中的探头设计

在金属加工、汽车制造、五金电镀和铝型材表面处理等行业中，涂层厚度是评价产品质量的重要指标之一。若涂层过薄，就可能影响防腐、耐磨或者装饰性能；若是涂层过厚，则会增加材料成本。因此，利用涂层测厚仪进行快速、无损检测，已经成为生产质检和工程验收中评判表面性能的初检指标。

而林上科技取得的“测厚仪”（ 专利号：ZL201720822828.4）这项实用新型专利，重点就围绕探头与被测表面接触时的缓冲、测量触发以及磁性/涡流测量机构进行结构设计。

专利上指出，涂层和镀层厚度是评价表面性能的重要参数，而较硬的测头在接触工件时，存在对待测表面造成损伤的可能。而新型专利的目的在于提供一种测厚仪，以解决现有技术中对涂层和镀层进行厚度测量时，由于测头硬度较大可能会对待测表面造成损伤等问题。

一、弹性缓冲结构，以降低探头接触冲击

涂层测厚仪测量通常需要探头直接接触被测表面。如果探头采用完全刚性的固定方式，当使用人员下压速度或者力度变化较大时，接触瞬间就可能产生较明显的冲击。

针对这一问题，此专利在测头组件与内部电路结构之间设置了弹性件，并利用挡板限制测头的移动范围。当测头压向工件时，测头组件可在一定范围内向仪器内部移动，弹性件就会随之压缩，对接触的过程形成缓冲；在解除压力后，弹性件又能够使测头回位。

这种结构的意义不仅在于降低硬质测头对涂层、镀层表面的直接冲击，也能使探头在反复测量过程中具有比较稳定的机械运动状态。对于生产抽检和多点复测来说，稳定的探头接触状态也是获得良好测量重复性的基础之一。

二、探头接触后触发测量，提高检测有效性

专利还设置了与副电路板连接的触发按键。当测头与工件接触并向仪器内部移动时，会同步带动副电路板产生位移；移动到相应位置后，触发按键与壳体内部的挡板接触，进而启动测量。

仪器工作的过程可以概括为：

探头接触工件→测头产生位移→到达有效位置→触发测量。

这种设计可以将机械接触状态与测量启动建立联系，使检测动作建立在探头已经实际接触工件的基础上，有助于提高现场测量过程的一致性和有效性。

三、磁性法与涡流法结合，适应不同金属基材

此专利的另一个特点，就是在测头组件内部设置了磁性测量机构以及涡流测量机构。

对于钢、铁等磁性金属基材，可利用磁性法检测表面的非磁性覆盖层。通过测量其磁通量和感应电压的变化，得出磁性金属基体上非磁性覆盖层的厚度。因此，钢板表面的油漆、防腐涂层等，都属于典型应用。

对于铝、铜、锌等非磁性导电金属基材，则可以采用涡流法。探头线圈产生高频交变电场，靠近金属基体后形成涡流；当金属表面存在非导电覆盖层时，探头与金属基体之间的距离发生变化，涡流响应和振荡频率随之发生改变，仪器通过测量震荡频率的改变量计算出覆盖层的厚度。例如铝材表面的喷涂层、阳极氧化层等，可以采用此原理进行无损厚度检测。

四、耐磨接触测头+弹性缓冲结构

专利中测头的接触片一般可以采用红宝石圆片。这是由于红宝石的硬度较大、耐磨性能较好，而且也不会影响相应的磁场传播，测头材料适合长期与工件进行反复接触。

接触部件需要具有较好的耐磨性，来满足长期、高频次的测量要求；加上弹性结构用于减小刚性接触带来的冲击。很好的兼顾了探头耐久性和被测表面保护。

五、不同检测场景，怎么选择合适的测厚仪

上述专利描述的测厚仪结构，林上目前应用的仪器有LS220H、LS221、LS227 等多款涂层测厚仪。

可以根据基材的类型、涂层厚度、工件尺寸以及检测的位置进行选择，其中，LS227主机可以选配不同的探头进行使用，可以适应更多工业涂层检测场景。

所以在选择涂层测厚仪时，应综合考虑：基材类型、涂层厚度、工件尺寸、测量位置以及仪器精度等。

总结

涂层测厚仪的技术设计并不只是简单测出一个厚度值，探头的每一个设计都会影响仪器的实际检测性能和使用体验。

对于现场工业测量而言，一台实用的涂层测厚仪不仅要具备可靠的测量精度，还要看探头的接触稳定性、被测工件的表面保护、检测效率以及不同测量场景的适配能力。这是这些看似不起眼的结构设计，正是提升涂层厚度检测专业性和可靠性的重要基础。