在线膜厚检测系统

一、涂层种类通常有3种涂层：

1． 水性涂层：溶液的浓度在10%-60%之间

2． 油性涂层：溶剂为有机物溶液，和水性涂层应用相似，但要注意有一定的危险品成分

3． 挤出和热溶胶涂层：涂在底材上是熔溶物，涂布头的种类有加热压模,加热槽和浸槽。

二、测试方式：

近红外水分和涂层测试仪应用方式有多种，通常能归类为湿测试和干测试。

湿测试：测试位于涂布头附近，对于水涂层，测试的是涂层的含水量，对于油涂层，测试的是涂层的溶剂的含量。对于湿测来说，涂层并非直接测试而是通过已知的浓度推算出来。

湿测试要考虑的几个问题：

1．测试位置应该尽量靠近涂布头，以减少挥发的影响，特别是油性涂层，因为挥发比较快，所以测试变成对机器的涂布速度敏感，当车速较慢时，挥发会更多，造成测试的误差。

2．因为测试对象实际上溶剂，所以精度受浓度的影响，尽量保持溶液的浓度。

3．油性溶剂包含有爆炸危险的成分，测试头要有适当的保护措施。

干测试：测试位于水或其他溶剂已经被烘干的地方，是直接*的涂层测试。这种测试只有涂层含有红外线吸收物才可以进行，这种涂层几乎都是含有有机物的C-H键。

三、干测试和湿测试的优缺点

湿测试-优点：

1． 控制速度较快，因为测试位置靠近涂布头，

2． 通常精度较高，因为溶液的水和溶剂含量通常较高，较少的涂层变化都能测试。

湿测试-缺点：

1． 需要保持溶液的浓度来保证测试的精度，批量之间少许的差异不会影响测试，但要求测试仪对每种不同的浓度做不同的；

2． 油性溶剂需要考虑测试头适合危险的环境，这样一来，测试头体积和成本都有所增加。

干测试-优点：

1． 实际的涂层量直接测试；

2．少受危险品的影响。

干测试-缺点：

1．涂层必须为红外线吸收物质；

2． 测试头安装在离涂布头较远的位置，对控制系统造成延迟。

四、各种应用说明：

挤出和热溶胶：类似干测试，只不过没有测试的延迟。典型的应用包括衬纸或照相纸的聚乙烯涂层，衬纸或食品袋的腊涂层。涂层测试可以控制挤出机的温度，压力和车速，加上扫描支架，可以控制个别的die bolt避免碰撞和不均匀。

剩余水分：剩余水分在许多涂布过程是严格要求的，NIR的测试精度可以达到千分之几。NIR可以穿透大多数的涂层，因而测试的水分也包括了底材的水分，幸好大多数的应用并不要求分辨涂层和底材的水分。

金属底材的薄涂层：NIR可以测试金属表面特别薄的涂层。其中两个例子是铝箔的力迦涂层，铝片的润滑油。然而，NIR在这方面的测试是困难的，因为这些涂层的吸收很弱，需要特别设计的薄涂层测试头，应用中红外的波长，大约为3400nm,这样一来，吸收比NIR增大了10-100倍，在薄膜或涂层很薄并不规则的情况下，例如铝箔的哑光力迦涂层，仍然可以用NIR反射原理的测试，问题的解决需要用到Brewster角度（大约58°）的偏振光。

透明底材：例如塑料薄膜之类的透明底材对于NIR的测试是比较特别的，首先因为薄膜是透明的，反射非常弱，需要在另一面安装反射装置；其次，如果涂层和薄膜具有相似的化学成分，例如聚乙烯薄膜的丙烯酸涂层，NIR测试仪不能分辨涂层和底材，这样一来需要采用差分测试模式，即应用两个测试头，一个在涂布之前测试薄膜，另一个在涂布头之后，测试薄膜和涂层，涂层可以相减得出。不同厚度的薄的透明膜会对NIR测试造成光学的干涉，解决问题的方法是薄膜接受器，再装上反射装置。

共挤出薄膜：典型的应用包括尼龙/聚乙烯/PET/EVOH

水分：正确安装并良好的测试仪通常可以达到+/-0.1%的精度。

克重：NIR可以测试一些薄膜或透明底材，例如塑料薄膜和轻质纸的克重，NIR技术受限制于NIR光线必须穿透被测试物，厚纸和不透明薄膜的克重因此不能测试。

底材

任何底材的水性涂层都很容易测试，铝箔和纸的油性涂层测试也没有问题。透明塑料或其他有机底材的油性涂层测试较为复杂，规则的一致性好的底材对于测试做成的偏差可以用调零的方法消除，不规则的底材的测试可以用双测试头做成差分测试方式来解决，当然也可以仅用单测试头，但会引起偏差。

扫描系统

对于多数的涂布宽度来说，测试的光斑是很小的，*能够安装手动或自动的扫描系统，这样不但可以监测更大幅面的涂层，而且可以观察到横向的涂层变化从而调节涂布头的平衡。

五、典型的应用

纸底材

胶粘涂层：水性或油性，湿测或干测，精度为±0.15gm(0.09lb/rm)

胶粘涂层：热熔胶，干测，精度为±0.2gm/(0.12lb/rm)

粘土/乳胶涂层：湿测，精度为±0.2gm（0.12lb/rm），需要保持溶液的浓度

力架涂层：湿测或干测，精度为±0.15gm（0.09lb/rm）

微胶囊涂层：湿测，精度为±0.2gm（0.12lb/rm）,需要保持溶液的浓度

挤压塑料涂层：干测，精度为±0.1gm（0.06lb/rm）

塑料乳剂涂层：湿测或干测，精度为±0.2gm（0.12lb/rm）

蜡涂层：干测，精度为±0.2gm（0.12lb/rm）

薄膜底材

水性胶粘涂层：湿测或干测，干测可能受不同的薄膜影响，精度为±0.2gm（0.12lb/rm）

水性乳液涂层：湿测，精度为±0.15gm（0.09lb/rm）

金属底材

胶粘涂层：同纸底材，

瓷漆：由于瓷漆通常很少，需要定制特别的长波测试头

塑料涂层：干测，精度为±0.1gm（0.06lb/rm）

蜡涂层：干测，精度为±0.15gm（0.09lb/rm）