SANKO山高 薄膜厚度计的基本知识 什么是薄膜厚度计

薄膜厚度计是用于测量物体微小厚度的装置。

例如，它们可用于检测难以用肉眼测量的薄膜，例如油漆涂层或金属镀层的厚度。薄膜厚度计有多种测量方法，具体方法取决于被测物体是否透光，以及测量是接触式还是非接触式。

薄膜厚度计的用途
漆膜测厚仪主要用于测量涂漆表面漆膜的厚度。涂漆广泛应用于家用电器、汽车等日常用品，不仅是为了保持美观，也是为了提高耐用性。

漆膜厚度必须合适且均匀。如果漆膜厚度不合适，例如过厚，会导致开裂；如果过薄，则会出现变色、光泽度下降、基材劣化等问题。此外，如果漆膜厚度不均匀，则会导致耐久性因地而异，进而影响漆膜的质量。

因此，使用薄膜测厚仪测量和控制各种物品涂层的膜厚以进行质量控制是一种常见的做法。薄膜测厚仪种类繁多，根据被测对象选择合适的仪器。例如，测量透明薄膜的厚度时，可以使用宽带光谱干涉仪或红外薄膜测厚仪。

然而，这些方法不适用于金属等不透光的材料。测量金属镀层薄膜时，可采用利用磁通量变化的电磁式薄膜测厚仪或利用涡流的涡流式薄膜测厚仪。此外，如果难以与被测物体接触，也可使用非接触式薄膜测厚仪，例如超声波薄膜测厚仪。

薄膜厚度计原理
薄膜厚度计种类繁多，根据被测对象选择合适的仪器。以下五种方法具有代表性：

1. 光谱干涉法薄膜厚度测量仪
这是一种利用光学干涉原理的薄膜厚度计。当光线照射到待测物体上时，光线会从薄膜的前后表面反射。这两束反射光之间存在相位差，该相位差即为薄膜的厚度。波在同相重叠时会相互增强，在异相重叠时会相互抵消，因此，通过测量这种干涉的相位差，即可测量薄膜的厚度。

2. 红外薄膜测厚仪
这种薄膜厚度计利用了被测物体吸收红外光的原理。当红外光照射到物体上时，物体会根据其材料和厚度吸收特定波长的红外光。通过光谱分离透射光和反射光，即可利用这一特性测量薄膜厚度。如果预先测量了被测材料的吸收率与薄膜厚度之间的关系，则可以计算出物体的薄膜厚度。

3. 电磁式薄膜厚度计
这是一种利用磁通密度变化测量薄膜厚度的仪器。它适用于被测物体位于磁性金属表面上的情况。其原理是：当磁铁靠近金属表面时，磁通密度会发生变化；而当被测物体位于金属表面上方时，磁通密度则不会发生变化。但是，该仪器仅适用于被测物体与金属表面接触，且被测物体本身并非金属的情况。

4. 涡流薄膜厚度计
涡流薄膜测厚仪利用线圈产生的磁通量变化来测量材料的厚度。通电线圈周围会产生磁通量，当线圈靠近待测材料时，磁通量会根据材料的厚度而变化。通过检测这种磁通量的变化即可测量材料的厚度。

5. 超声波薄膜测厚仪
超声波测厚仪是一种利用超声波反射来测量薄膜厚度的设备。当从待测物体表面发射超声波时，超声波会穿过物体内部并从背面反射。薄膜厚度可以通过测量两次反射所需的时间来获得。

薄膜厚度计的类型
薄膜厚度计可分为三种类型：接触式、非接触式和横截面观察式。

1. 接触式薄膜厚度计
接触式薄膜测厚仪的传感器通过电缆连接到测厚仪本体，测量厚度时，传感器需与被测物体接触。接触式薄膜测厚仪包括电磁感应式、过电流式、超声波式和触针式等。*常见的类型是接触式，根据性能不同，价格从数万日元到20万日元不等。

使用接触式薄膜厚度计非常简单；只需将传感器接触待测材料，即可显示读数。但是，由于不同材料的反应速率不同，您可能需要等待几秒钟才能看到传感器的反应。使用电磁感应式或过电流式接触薄膜厚度计时，需要根据被测材料所形成的基材选择合适的类型。

电磁感应法用于测量铁、钢等磁性材料，而过电流法用于测量铝、不锈钢等非磁性材料。市面上也有可同时使用这两种测量方法的双用途仪表，可以测量磁性材料和非磁性材料。

2. 非接触式薄膜厚度计
非接触式薄膜厚度计通过测量薄膜厚度，其原理是从测量仪本体发射光，并检测薄膜表面反射光和穿透薄膜的光的光谱干涉。它们主要用于人难以触及的部位，并有多种类型，包括反射光谱仪、红外式、电容式和辐射式等。由于其检测部分采用高精度半导体元件，因此比接触式薄膜厚度计价格更高。

3. 横截面观察式薄膜厚度计
横截面观察式薄膜厚度计是透射电镜（TEM）和扫描电镜（SEM）等电子显微镜。它们用于测量接触式或非接触式方法无法测量的极薄材料。然而，它们主要用于研究和技术开发，很少应用于实际现场应用中。