β射線測厚儀在鍍層/薄膜在線檢測中,主要依托穿透式與反向散射式兩種物理原理實現非接觸式動態測量。其核心機制基于β射線與物質相互作用時的衰減特性,結合比爾-朗伯定律(J=J?e^(-μρt))或康普頓散射效應,通過檢測射線強度變化推算材料厚度。
穿透式測量原理
適用于基材與鍍層/薄膜復合結構的在線監測。β放射源(如Kr-85)發射的粒子流穿透被測材料后,由探測器接收衰減后的射線強度。由于β粒子在材料中的吸收系數(μ)與密度(ρ)相關,當基材密度恒定時,射線強度衰減量(ΔI)與鍍層/薄膜厚度(t)呈指數關系。例如,在鋰電池極片涂布工序中,β射線測厚儀可同步監測基材面密度與烘干后極片面密度,通過標準樣品標定實現厚度值(0.1-2.2mm范圍)的實時換算,精度達±0.1μm。
反向散射式測量原理
針對薄鍍層(<2.5μm)或涂層檢測,β射線照射試樣后,部分粒子因康普頓散射效應被反射至探測器。反射強度與鍍層原子序數、密度及厚度相關,尤其適用于貴金屬鍍層(如金、銀)或非金屬覆蓋層(如氧化鋁、氧化鋅)的測量。ISO3543-81標準規定,基體與鍍層原子序數差需≥5以保障精度,例如銅基體鍍鎳層(原子序數差28-7=21)可滿足檢測條件。
技術優勢與工業適配性
相較于X射線測厚儀,β射線設備因能量較低,更適合極薄材料(如0.8mm以下金屬帶材)的在線檢測,且放射源壽命長達10年以上,維護成本低。其典型應用場景包括:鋁板軋制中的厚度閉環控制、橡膠制品涂膠量監測、電子元件銅箔/鋁箔厚度分選等。2025年推出的集成華為架構軟件平臺的β射線測厚儀,已實現與MES系統直連,支持SPC統計分析與厚度數據閉環控制,顯著提升生產效率。