β線厚測定器はめっき層/薄膜のオンライン検査において、主に透過式と逆散乱式の2種類の物理原理に基づいて非接触式動態測定を実現した。そのコア機構はβ線と物質との相互作用時の減衰特性に基づいており、ビル・ランベルト法則(J=J₀e ^(-μρt))またはコンプトン散乱効果を結合し、放射線強度変化を検出することにより材料厚さを推定した。
とうかほうそくていげんり
基材とめっき層/薄膜複合構造のオンラインモニタリングに適している。β放射源(例えばKr−85)から放出された粒子流は、測定材料を貫通した後、減衰後の放射線強度を検出器によって受信する。材料中のβ粒子の吸収係数(μ)は密度(ρ)と相関するため、基材密度が一定である場合、放射線強度減衰量(ΔI)はめっき層/薄膜厚(t)と指数関数的に関係する。例えば、リチウム電池極シート塗布工程において、β線厚測定器は同時に基材面密度と乾燥後極シート面密度を監視することができ、標準サンプルの標定によって厚さ値(0.1-2.2 mm範囲)のリアルタイム換算を実現し、精度は±0.1μmに達する。
逆散乱式測定原理
薄いめっき層(<2.5μm)またはコーティングの検出に対して、ベータ線が試料に照射された後、一部の粒子はコンプトン散乱効果により検出器に反射された。反射強度はめっき層の原子番号、密度及び厚さに関連しており、特に貴金属めっき層(例えば金、銀)又は非金属被覆層(例えばアルミナ、酸化亜鉛)の測定に適している。ISO 3543-81規格では、基体とめっき層の原子番号差は≧5で精度を保障する必要があり、例えば銅基体のニッケルめっき層(原子番号差28-7=21)は検査条件を満たすことができる。
技術的優位性と工業的適合性
X線厚測定器に比べて、β線設備はエネルギーが低いため、極薄材料(例えば0.8 mm以下の金属帯材)のオンライン検査に適しており、放射源の寿命は10年以上長く、メンテナンスコストが低い。その典型的な応用場面は:アルミニウム板圧延中の厚さ閉ループ制御、ゴム製品の塗布量監視、電子部品の銅箔/アルミニウム箔の厚さ選別などを含む。2025年に発売されたファーウェイアーキテクチャソフトウェアプラットフォームを統合したベータ線測定器は、MESシステムとの直接接続を実現し、SPC統計分析と厚さデータ閉ループ制御をサポートし、生産性を大幅に向上させた。