本发明属于金属镀层检测,尤其涉及一种曲面样品的金属镀层检测方法及系统。
背景技术:
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
2、金属制品表面金属镀层工艺在日常工业生产中有着广泛的应用,特别是电力系统中电接触部位铜基体镀银、铝基体镀银、铜基体镀镍、镀锡等部件特别多、镀层的厚度控制对部件质量至关重要;目前相关企标行标对这一镀层厚度的检测一般用x射线荧光检测法;仲裁使用显微镜法;显微镜法需要对样品进行破坏,并不能作为常规的质量控制普测手段。
3、发明人发现,x射线荧光检测法一般用于平面检测,对于一些曲面样品由于射线入射角度与被检测面并不能垂直以及检测面与设备检测窗口中有空气间隙,这些均限制了x射线荧光检测法无法直接测量曲面镀层厚度,从而无法快速准确地确定曲面样品的金属镀层是否合格。
技术实现思路
1、为了解决上述背景技术中存在的技术问题,本发明提供一种曲面样品的金属镀层检测方法及系统,其能够快速地检测出曲面样品的金属镀层厚度,以判断曲面样品的金属镀层是否合适,适用于曲面样品金属镀层的质量控制普测。
2、为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
3、本发明的第一个方面提供了一种曲面样品的金属镀层检测方法,其包括:
4、利用校准后的x射线荧光检测仪,测量曲面样品的金属镀层厚度;
5、根据金属镀层厚度测量值与设计厚度的差值,确定曲面样品的金属镀层是否合格;
6、其中,x射线荧光检测仪的校准过程为:
7、选取与曲面样品金属镀层设计厚度最接近的平面标准块,并利用平面标准块对未校准的x射线荧光检测仪进行初始校准;
8、在平面标准块上垂直增设一间隔厚度为s的间隔块,再对初始校准的x射线荧光检测仪进行最终校准;其中,s=r-r*cosθ,r为曲面样品的曲率半径;θ为当射线从弧顶垂直入射后,射线与弧面法线的最大角度。
9、作为一种实施方式,利用平面标准块对未校准的x射线荧光检测仪进行初始校准的过程为:
10、利用未校准的x射线荧光检测仪在平面标准块上重复检测若干个测试值,采用这些测试值的平均值对未校准的x射线荧光检测仪进行初始校准。
11、上述方案的优点在于,利用多次测量平面标准块实现了对未校准的x射线荧光检测仪的初始调整,能够保障测量曲面样品的金属镀层厚度的准确性。
12、作为一种实施方式,对初始校准的x射线荧光检测仪进行最终校准的过程为:
13、利用初始校准后的x射线荧光检测仪对垂直增设间隔厚度为s的间隔块的平面标准块进行重复检测,得到若干个测试值并求均值,将该均值与cosθ的乘积作为校准值来最终校准x射线荧光检测仪。
14、上述方案的优点在于,由于曲面样品与平面样品检测的关键影响因素在x射线荧光检测仪准直器的直径(即往出发射和接收光束的面积)和被检测件的曲率半径,根据垂直增设间隔厚度为s的间隔块的平面标准块来进一步对x射线荧光检测仪进行校准,以使其适用于曲面样品测量。
15、作为一种实施方式,当射线从弧顶垂直入射后,射线与弧面法线的最大角度θ的计算公式为:
16、
17、其中,l为x射线荧光检测仪有效检测窗口面积在圆弧上的投影。
18、作为一种实施方式,x射线荧光检测仪有效检测窗口面积在圆弧上的投影l为射线荧光检测仪准直器直径的1.5倍。
19、作为一种实施方式,若金属镀层厚度测量值与设计厚度的差值小于预设阈值,则确定曲面样品的金属镀层合格;否则,曲面样品的金属镀层不合格。
20、本发明的第二个方面提供了一种曲面样品的金属镀层检测系统,其包括x射线荧光检测仪及与其通信连接的处理器;
21、所述x射线荧光检测仪经过校准后用来测量曲面样品的金属镀层厚度;
22、所述处理器用于接收金属镀层厚度测量值,并根据金属镀层厚度测量值与设计厚度的差值,来确定曲面样品的金属镀层是否合格;
23、其中,x射线荧光检测仪的校准过程为:
24、选取与曲面样品金属镀层设计厚度最接近的平面标准块,并利用平面标准块对未校准的x射线荧光检测仪进行初始校准;
25、在平面标准块上垂直增设一间隔厚度为s的间隔块,再对初始校准的x射线荧光检测仪进行最终校准;其中,s=r-r*cosθ,r为曲面样品的曲率半径;θ为当射线从弧顶垂直入射后,射线与弧面法线的最大角度。
26、作为一种实施方式,利用平面标准块对未校准的x射线荧光检测仪进行初始校准的过程为:
27、利用未校准的x射线荧光检测仪在平面标准块上重复检测若干个测试值,采用这些测试值的平均值对未校准的x射线荧光检测仪进行初始校准。
28、作为一种实施方式,对初始校准的x射线荧光检测仪进行最终校准的过程为:
29、利用初始校准后的x射线荧光检测仪对垂直增设间隔厚度为s的间隔块的平面标准块进行重复检测,得到若干个测试值并求均值,将该均值与cosθ的乘积作为校准值来最终校准x射线荧光检测仪。
30、作为一种实施方式,当射线从弧顶垂直入射后,射线与弧面法线的最大角度θ的计算公式为:
31、
32、其中,l为x射线荧光检测仪有效检测窗口面积在圆弧上的投影。
33、与现有技术方案相比,本发明的有益效果是:
34、(1)本发明利用与曲面样品金属镀层设计厚度最接近的平面标准块对x射线荧光检测仪进行初步校准,再利用在平面标准块上垂直增设一间隔厚度为s的间隔块对x射线荧光检测仪进行最终校准,能够快速地检测出曲面样品的金属镀层厚度,以判断曲面样品的金属镀层是否合适,适用于曲面样品金属镀层的质量控制普测。
35、(2)本发明利用多次测量平面标准块实现了对未校准的x射线荧光检测仪的归零初始调整,能够保障测量曲面样品的金属镀层厚度的准确性。
36、(3)由于曲面样品与平面样品检测的关键影响因素在x射线荧光检测仪准直器的直径(即往出发射和接收光束的面积)和被检测件的曲率半径,本发明根据垂直增设间隔厚度为s的间隔块的平面标准块来进一步对x射线荧光检测仪进行校准,以使其适用于曲面样品测量。
37、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
1.一种曲面样品的金属镀层检测方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的曲面样品的金属镀层检测方法,其特征在于,利用平面标准块对未校准的x射线荧光检测仪进行初始校准的过程为:
3.如权利要求1或2所述的曲面样品的金属镀层检测方法,其特征在于,对初始校准的x射线荧光检测仪进行最终校准的过程为:
4.如权利要求1所述的曲面样品的金属镀层检测方法,其特征在于,当射线从弧顶垂直入射后,射线与弧面法线的最大角度θ的计算公式为:
5.如权利要求4所述的曲面样品的金属镀层检测方法,其特征在于,x射线荧光检测仪有效检测窗口面积在圆弧上的投影l为射线荧光检测仪准直器直径的1.5倍。
6.如权利要求1所述的曲面样品的金属镀层检测方法,其特征在于,若金属镀层厚度测量值与设计厚度的差值小于预设阈值,则确定曲面样品的金属镀层合格;否则,曲面样品的金属镀层不合格。
7.一种曲面样品的金属镀层检测系统,其特征在于,包括x射线荧光检测仪及与其通信连接的处理器;
8.如权利要求7所述的曲面样品的金属镀层检测系统,其特征在于,利用平面标准块对未校准的x射线荧光检测仪进行初始校准的过程为:
9.如权利要求7或8所述的曲面样品的金属镀层检测系统,其特征在于,对初始校准的x射线荧光检测仪进行最终校准的过程为:
10.如权利要求7所述的曲面样品的金属镀层检测系统,其特征在于,当射线从弧顶垂直入射后,射线与弧面法线的最大角度θ的计算公式为: