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目 录

第一章 绪论 1

1.1课题背景 1

1.2国内外研究现状 2

1.3课题研究内容 5

第二章 影响汽车漆膜涡流检测的相关因素分析 6

2.1电涡流检测方法分析 6

2.1.1基于电涡流法的传感器检测技术 6

2.1.2利用等效电路分析涡流传感器 7

2.1.3电涡流的趋肤效应 8

2.1.4被测表面尺寸及平整度对传感器的影响 8

2.2汽车车身基体材料及漆膜材料 8

2.2.1汽车车身基体材料简介 8

2.2.2汽车漆膜组成及其性质 9

第三章 硬件电路设计 11

3.1开关电源启动电路 11

3.2按键电路 11

3.3蜂鸣器电路 12

3.4 集成芯片电源控制电路 13

3.5LC振荡电路 13

3.6 单片机简介 14

第四章 软件程序设计 17

4.1软件总功能流程 17

4.2软开关机流程 17

4.3单位切换流程 18

4.4模式切换流程 18

4.5较准流程 19

第五章 电涡流传感器实验结果分析 20

5.1精度测试结果 20

5.2重复性测试结果 21

第六章 总结与展望 23

参考文献 24

致谢 25

基于涡流效应的便携式油漆膜厚仪设计

许冬冬

, China

Abstract: This paper first describes why the automobile paint film is very important to the automobile, and people also more and more regard automobile paint film.. This paper introduces the technology of automobile paint film thickness and different measurement methods. It also describes the development of the film thickness measurement. As a result of the car paint film base material is different, have all sorts of car film thickness gauge and advantages and disadvantages, I will elaborate on why they adopt the principle of eddy current effect for car paint film thickness measurement basis. This design mainly from two aspects, one aspect is the design of hardware circuit, which is all sorts of function module circuit, circuit is another aspect of software, from the two aspects to complete the design of the car film thickness gauge.

In this paper, the principle of eddy current effect is described in detail, and some specifications are proposed according to the advantages and disadvantages of this method. Completion of film thickness gauge design, I can through the experiment many times, and then to the error analysis of the data, finally it is concluded that the design of car film thickness gauge symbol design index, and the film thickness gauge can be accurate to some nonmagnetic material surface coating thickness measure.

Keywords: film thickness detection; eddy current transducer; nonmagnetic material

第一章 绪论

1.1课题背景

当今社会，汽车的使用越来越广泛，人们对汽车的要求也就越来越高。而漆膜对于一辆汽车来说，不仅仅是好看这一方面，而且对汽车具有一定的保护作用。所以汽车漆膜厚度也是衡量汽车优劣的重要因素之一：

(1)生活中，为了防止汽车车模缺陷的发生，比如其中绝大多数是因为在生产过程中没有严格控制好汽车漆膜的厚度所导致的。如果在汽车漆膜涂装过程中没有严格控制好漆膜的厚度，可能会导致漆膜太薄、暴露底色等情况的发生^[1]。

(2)汽车漆膜涂装工艺中，一般会按照一定的外观指标进行涂装，外观指标一般有光泽、色差、润滑度等都需要严格控制好汽车漆膜的厚度作为最基本的要求。所以，在整个汽车漆膜涂装过程中，严格控制好汽车车模厚度是最重要的过程^[2]。

(3)通过汽车漆膜涂装过程中控制成本的问题，汽车漆膜厚度的控制不仅与质量成本息息相关，而且在整个汽车漆膜涂装过程中，车模材料成本占据一半以上。所以严格控制检测好汽车漆膜的厚度，不仅仅会提高汽车漆膜的涂装质量，还会为汽车生产过程节省很多的基体材料和涂料。一句科学研究表明，在汽车表面的涂装过程中，如果工人们对汽车漆膜进行严格的控制和检测，起码能节省25%以上的涂料^[3]。

至今为止，人们用于测量汽车漆膜后的方法很多，相对应的测量仪器种类也会非常的多。为了提高涂装工艺的质量，满足人们日益增长的要求，利用这些技术和仪器时，需要考到到很多方面，比如，汽车车模基体材料的类型、汽车漆膜表面的平整度以及汽车车模的性质等因素。汽车漆膜测量首先必须建立在不破坏汽车漆膜的基础上，随着科学技术的发展，人们逐渐采用了磁性法、涡流法、X射线荧光分析法等方法去进行汽车漆膜厚度测量^[4]。但是根据上述不同方法应用的广度和深度说来，膜厚测量用磁性法和涡流法的方法最为普遍，并且技术发展非常快。但是，因为汽车基体材料的不同也会影响汽车车模厚度的测量，绝大多数测量方法都会受汽车车模材料不同的影响，除了X射线光谱法以外。伴随着科学技术的发展，近些年来，人们的生活需求也跟着越来越高，人们对事物的外观和舒适度的要求也提高了。汽车生产商汽车车身所用的材料当下属钢铁材料占据主要位置，铝合金材料正在进一步扩大使用，镁合金材料也被更多的应用于汽车漆膜。由于这些汽车漆膜基体材料不同也就导致那些依据基体材料不同而设计的汽车膜厚仪的测量诸多不方便的地方。不过，倘若使用涡流法去测量汽车漆膜厚度测量，有一点必须注意，这种方法对汽车漆膜的基体材料的敏感程度非常大。针对汽车车身基体材料的不同，主要划分为铁基和非铁基。因此，人们设计出不同原理的膜厚仪来针对两种不同类型的基体材料进行漆膜测量。不过为了更高的精度，就算是同属于非铁基的铜或铝等，由于他们的性质不同，人们也要对它们的测量进行重新的评估^[5]。

1.2国内外研究现状

当下，随着我国经济建设和技术发展的腾飞，人们对日常生活的要求也变得越来越高，人们追求更高的舒适度和安全性。。在最近的几年的发展来提高汽车工业的高速发展，并且严格要求汽车车体的整体外观和零部件经过表面工程技术的处理，来进一步提高其品质、性能、延长其使用的时间，增强使用时的磨损、防腐性，节约能源、减少原材料消耗、减少环境的污染^[6]。汽车车模检测在汽车生产流程中具有重要的意义，这项工艺是必不可少的。膜厚仪的类型有很多，比如汽车车模测厚仪等，之所以种类很多，大多数由于被测量对象的基体材料有很大的不同，所以要根据不同的材质进行不同的考虑和设计。所以要想完整的设计出一款油漆厚膜仪，就必要要对各种测厚仪以及测量方法有深入的了解，并且能够熟练掌握。

目前，在用于金属作为基体材料进行膜厚测量的方面，一般使用的方法有很多，比如：湿膜厚度测量法、磁性法、磁阻法、涡流法等一些比较精确的测量技术方法。接下来将逐一简述各种检测方法以及其应用于汽车漆膜厚度测量时的长短处。

(1)湿膜厚度测量法：这种方法主要体现出两种形式，一种是圆盘形，另外一种是锯齿形，如图1-1为圆盘形时膜测厚仪，图 1-2 所示为锯齿形湿膜测厚仪^[7]。

图 1-1 圆盘形湿膜测厚仪

图 1-2 锯齿形湿膜测厚仪

对于湿膜厚度测量法，这种方法的精度比较高，所以这种一起的分类方法与其他不同，主要依据其量程分成了很多型号。人们主要用这种测厚仪来测量一些比较平整的的漆膜或者弯曲表面的漆膜。其测量精度为±5%。但是，可以看得出来，这种方法必须破化漆膜。所以考虑到成本的问题，这种方法一般用于测量比较廉价的漆膜测量。

(2)磁性测厚法：这种方法的测试对象比较局限，必须是那些黑色的金属材料作为基体的油漆膜，并且有期末还必须为非磁性材料。这种方法一般用于一些钢铁等材料便面上的漆膜的精确厚度。不过，人们对这种方法还有另外一种称呼，就是拉开法磁性测厚仪。如下图1-3简单的介绍了此行测厚仪的基本原理以及其测试方法。

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