1.市面上大多数离线测量采用人工手动-接触式涡流测膜仪-价格在1000元以内。或者是采用美国-涂魔师。光单独测厚仪价格在45万左右-在线喷涂测量控制线。在几百万以上费用。本方案结合工件离线测量。对成品工件单独测量喷涂厚度。介绍采用-(瑞士)非接触式光热传感器。结合超声波和红外光漫射技术测量喷涂表面厚度。具有性价比高。操作简单优势。可测量不同颜色。不同形状，非接触式测量平面以及曲面喷涂工件。通过ERP和浏览器实时访问数据。云端传输工控机以计算机桌面显示数据与实时打印。采用三轴模组结构。伺服电机控制XYZ方向运动。将工件放置平台。设置探头测量点位。自动移动探头位置。非接触式测量工件表面喷涂厚度。实时传输到工控屏。显示厚度值。代替了人工手动接触式涡流测厚仪。提高了工作效率。避免无损工件表面刮痕。
第二个方案为-5轴机器人测量。可以测量边缘侧面喷涂厚度。灵活性与操控性胜与三轴模型结构。
2.
3.
粉末涂料是表面处理工艺的环保型替代材料，广泛应用于各领域，如汽车、建筑和家用电器行业等。在静电作用下施加粉末涂料，其中载有颗粒的流体经过喷枪内的电晕对颗粒进行充电，随后将粉末喷在接地基板上。此时产生几种物理现象：湍流气流(Re max ≈1.5e5, U max ≈20m/s)，带有相互作用的聚合物颗粒 (2μm-180μm) ，叠加的静电场 (ψ max ≤1.2e5V) 和重力场。由于很难能够通过实验和数据研究所涉及到的复杂相互作用，所以在静电喷涂领域的大多数研究都依靠过往经验。有经济基础实力的。会配用全自动在线测量喷涂厚度控制生产线。
为了量化涂层质量，试图使用破坏式测量方法是不能获得颗粒在基板上分布情况，要么缺乏数据研究的实验对比，要么是基于速度场分布来间接推出涂层厚度。然而，在实际应用中得出涂层在基材上的分布情况及其厚度是十分有必要的。采用一种非接触式测量方法对数据进行收集以及后处理量化，既能优化工业喷涂工艺，又能有助于技术的深入开发和喷涂厚度均匀度测量与品质把控。
2.. 使用光热法- 3D 非接触式测量涂层厚度
光热法 3D在线涂层测厚系统能在50cm内非接触式测试未固化的涂层厚度。该系统基于先进的热光学技术，计算机控制光源以脉冲方式加热待测涂层。然后内置的高速红外探测器以一定的距离记录时间序列中的温度分布。随着表面温度的降低(这与涂层厚度和涂层材料的热性能有关)，将设备检测范围内的涂层厚度分布推断为一个弹簧磁场。涂层表面温度降低动态变化过程具有特性。他会受到涂层厚度以及基材材料的热性影响。涂层越薄-表面温度降的越快。表面温度随着时间变化过程提供漫射波长。IN采集卡通过温度变化与波长电压对比，运用函数公式计算涂层厚度。不受环境-颜色。形状而影响。
图 3-原始数据图像的阈值滤波。上图是原始图像, 像素或区域标记为：A) 通过阈值滤波消除了薄涂层达到相机最大阈值的像素集合;B)通过几何滤波消除基板外涂层厚度值的像素集合;C)用相应的滤波去除夹具区域。下图是经过阈值滤波后的基板图像，剔除了A型区域。适用于可用数据范围的缩放。
2.3.1.2 几何滤波
阈值滤波不需要去除所有脱离基板的像素点，如图3所示包含区域B。由于这些像素通常都比基材小，所以可以根据几何位置进行几何滤波。根据图像的行和列的位置对剩余未过滤的数据进行排序。行(r)和列(c)坐标如图5所示。然后在几何位置的分布上,消除的像素位置坐标低于或高于百分比 ( 低和高 ) 中定义的限制值。
图 4- 基于几何位置分布函数的几何滤波。
借助公式(1)中定义的滤波函数δ进行数学表示，该函数乘以与之相关的像素i, D i 为涂层厚度值。
该滤波过程的效果如图5所示，取极限值分别为坐标的2.5和97.5%，消除含有非零涂层厚度的数值。
图5—在像素坐标的2.5-97.5%之间的几何阈值。上方图是基板的原图像，下方图是经过几何滤波。图3中B类型的大部分像素都被消除，除了包含在白框中的像素，以及图3中的一部分 C区域。适用于可用数据范围的缩放。
在这种情况下，可以观察到图5中的白色框并不能消除所有位于基板外部的像素，最明显表现在图像的底部像素。此外，在图像中仍然可见部分夹具区域。如果在 5-95%的坐标值之间进行阈值化，则对所有的情况进行更好滤波，如图6所示。因此，最佳极限阈值可以经验所得。
图6—在像素坐标的 5-95% 之间的几何阈值。上方图是基板的原图像，下方图是经过几何滤波。图3中的区域B的大多数像素以及图3中的区域C都已消除。适合可用数据范围的缩放。
2.3.1.3 过滤夹具区域
在涂装过程中用于固定基板的夹具通常具有较高的涂层厚度。因为它不属于基材，所以需要滤去该区域。此外也要消除基板附近由夹具干扰造成的涂层像素。根据图7所示原理图来消除夹具区域，其中用蓝色填充夹具的对应区域。基板中心的识别以及基板的行坐标和列坐标的范围，在定义夹具区域中起着关键作用。
图 7- 夹具区域示意图
识别控制区域的两个比值，如式(2)所示。
如果行坐标小于最小行加上夹具的高度，并且列坐标小于基板中心的坐标减去宽度 w2或大于基板中心加w1的坐标，则该数据将作为夹具区域消除。此过滤效果如图8所示。
图 8- 过滤夹具区域
2.3.2 平均涂层厚度 (ACT)
表征涂层质量的首要性能参数是平均涂层厚度。在使用相同数量的粉末进行工艺比较时会直接反映效能，因为基板的平均涂层厚度越大，沉积的粉末比例就越大。因此使用上述各节的过滤过程，通过计算剩余像素的涂层厚度的平均值，就可以计算 ACT，如公式 (4) 所示。任何涂装工艺的目的都是尽可能提高效能，因此需要尽可能提高 ACT。
公式(4)中，针对较薄涂层特别引入了面积缩放因子。在较薄涂层中，未过滤像素数量(N unfilter )远远小于覆盖整个基板的像素数量。在这些情况下，如果不对整个基板面积进行缩放，而是直接计算单个未过滤像素(A i )面积的平均厚度，这将导致错误结果。基板面积(A plate )是由行坐标和列坐标的范围确定的。在不同测量值与基板之间的范围时，从基板面积范围的面积(A plate )在所有标准化情况下求平均值，以消除变化影响，对于每种情况，变化通常很小。
2.3.3 中心偏移量
下一个性能参数是中心偏移量。量化该参数需要识别最高涂层厚度区域 (RHCT)。这区域包含一定比例的未过滤像素，反映出最高的涂层厚度。然后根据基板几何中心(式(5))和区域几何中心(式(6))的行、列坐标差值计算中心偏移量，如图9所示。
图9中，基板的几何中心用紫色表示，区域的几何中心用棕色表示。可以观察到几何中心向板底以及右边缘移动，这表明涂层具有某种不对称性。因此，中心偏移量将表征涂层的不对称。
图 9- 基板的几何中心相对于RHCT的中心。
朝向底部的中心偏移量表示基板远离喷枪位置，而在列坐标方向的偏移量通常表示基板不一定垂直于喷枪。
2.3.4 不均匀性
最后的性能参数是不均匀性。无论是尽可能得到均匀涂层，还是基于应用得到完全相反涂层，量化不均匀性都是至关重要。根据涂层厚度直方图量化参数，如图 10 所示。
图 10- 涂层厚度直方图
为了生成涂层厚度直方图，将所有涂层值收集到指定数量的bin中，如图10所示，使用了20个bin。因此，每条柱子表示在bin范围内包含厚度值的像素的数量。利用该直方图中最大计数数、N max 以及对应的bin D max 的平均厚度值定义不均匀性，如式 (7)所示。
因此，不均匀性是某种形式的标准化加权标准差，其中偏差值越大，表明涂层分布较不均匀。bin i 、N i 中计数数的权重(按最大计数数)可确保与最大计数厚度有较大偏差的少量像素不会支配不均匀值。
如图 11 所示，在方框图中可以观察到 ACT 与电压的变化关系。框图的数据由三个基板的数据组成，每个基板测有三个测量值，因此共进行了 9 次测量，如第 2.1 节所述。ACT值呈缓慢增长趋势，在电压约为29 kV 的恒定值时使用喷枪。
图 11- 平均涂层厚度与电压变化曲线和厚度等值线关系。底部特征区域标记为 A) 上边缘薄带, B) 中心厚带, C) 底部厚层, D) 极薄角落, E) 中心扩散带.
即使ACT在高压下趋于稳定，但中值的厚度轮廓等值线(框线图中的红线)明显不同。将 24 kV 与 52 kV 轮廓线进行比较可以看出，在前一种情况下可以看到中心带 (B) 和底部边缘带 (C) 处的涂层厚度较高，基板的上边缘带 (A) 的涂层厚度较低，而在中心扩散带(E)将较低涂层厚度区域限制在角落(D) 上，从而产生更均匀的涂层。这也可以通过图12中的不均匀图进行定量验证。从图中可以看出，在10kV的最低电压下，不均匀性处于低值，在24kV左右不均匀性升到峰值，然后在最高两个电压时达到最低值，这与中值情况下描述的厚度轮廓一致。
考虑10kv、24kv和52kv三种情况下涂层厚度的直方图，可以解释最低和最高电压不均匀性处于同一水平的现象，如图13所示。
图 12- 电压变化曲线和厚度等值线的不均匀性
图 13- 在特定电压下涂层厚度分布的直方图
在电压为10kv情况下，单个“bin”的像素较多，表明不均匀性较低。事实上，这种情况下的不均匀性比52 kv要低。但是，与最高“count”相关的涂层厚度值较小，因此 10 kv与最高“count”的偏差相对较大。而在52kV的情况下这种偏差很小，因为较大的涂层厚度与最高“count”有关，导致出现类似的不均匀值。对于中压情况，从直方图中也可以看出，涂层厚度值分布较大，计数较大，两者的结合导致了不均匀性的峰值。
图14描述了基板上的行坐标和列坐标的中心偏移量。列坐标的负值表示RHCT的中心位于基板中心左侧，列坐标负值表示位于基板中心下方。可以看出列坐标的中值均为正，但趋势不明显，行坐标的中值均为负，电压越大越接近板心。
列坐标的三个选定情况，即图 14 左侧的 18、35、52 kV，在18 kV 处列坐标几乎与基板中心对齐，然后在 35 kV 处比在 52 kV 时偏移更多。在右侧，同样可以看到行坐标在随着电压的增加越接近基板中心，电压从 20 到 29 和 48 kV，这反映在行坐标中心偏移图中。需要注意的是，特别是在中压下，板底边缘通常有一个厚的涂层区域 (参见图 11 中的 C 区域)，将 RHCT 中心推向底部，在 20 kV 的情况下最为明显。
中心偏移量还可以提供与涂装工艺相关的重要信息。在图14中，观察到列坐标的中心偏移以及范围框的大部分都位于正值范围内，这意味着偏移量系统地朝向基板中心的右侧，否则，范围框将包含偏移值0。
图 14- 列坐标和行坐标的中心偏移量随电压的变化。
造成这种系统效应的原因可能是在这种情况下的通风。在考虑行坐标的偏移时，除了10kV的极低电压外，所有偏移量都低于基板中心，增加电压进行接近。因为这里的系统效应是重力，其效果下降，因为静电力成为主导地位，由于采用更高的电压将RHCT的中心推向基板中心。
以上是基于测量仪器的先进热光学技术收集涂层厚度数据，介绍了收集和处理粉末涂装工艺实验数据的过滤过程做以上详细介绍。
