ISO 2360:2017
(Main)Non-conductive coatings on non-magnetic electrically conductive base metals — Measurement of coating thickness — Amplitude-sensitive eddy-current method
Non-conductive coatings on non-magnetic electrically conductive base metals — Measurement of coating thickness — Amplitude-sensitive eddy-current method
ISO 2360:2017 specifies a method for non-destructive measurements of the thickness of non-conductive coatings on non-magnetic electrically conductive base metals, using amplitude-sensitive eddy-current instruments. In ISO 2360:2017, the term "coating" is used for materials such as, for example, paints and varnishes, electroplated coatings, enamel coatings, plastic coatings, claddings and powder coatings. This method is particularly applicable to measurements of the thickness of most oxide coatings produced by anodizing, but is not applicable to all conversion coatings, some of which are too thin to be measured by this method (see Clause 6). This method can also be used to measure non-magnetic metallic coatings on non-conductive base materials. However, the phase-sensitive eddy-current method specified in ISO 21968 is particularly usable to this application and can provide thickness results with a higher accuracy (see Annex A). This method is not applicable to measure non-magnetic metallic coatings on conductive base metals. The phase-sensitive eddy-current method specified in ISO 21968 is particularly useful for this application. However, in the special case of very thin coatings with a very small conductivity, the amplitude-sensitive eddy-current method can also be used for this application (see Annex A). Although the method can be used for measurements of the thickness of coatings on magnetic base metals, its use for this application is not recommended. In such cases, the magnetic method specified in ISO 2178 can be used. Only in case of very thick coatings above approximately 1 mm, the amplitude-sensitive eddy-current method can also be used for this application (see Annex A).
Revêtements non conducteurs sur matériaux de base non magnétiques conducteurs de l'électricité — Mesurage de l'épaisseur de revêtement — Méthode par courants de Foucault sensible aux variations d'amplitude
ISO 2360:2017 spécifie une méthode de mesure non destructive de l'épaisseur des revêtements non conducteurs sur des métaux de base non magnétiques, conducteurs de l'électricité, au moyen d'instruments utilisant les courants de Foucault et sensibles aux variations d'amplitude. Dans l'ISO 2360:2017, le terme «revêtement» est utilisé pour désigner des produits tels que, par exemple, les peintures et vernis, les revêtements électrolytiques, les revêtements en émaux, les revêtements plastiques, les placages et les revêtements en poudre. Cette méthode est applicable notamment au mesurage de l'épaisseur de la plupart des revêtements d'oxydes produits par anodisation, mais elle ne s'applique pas à toutes les couches de conversion, certaines d'entre elles étant trop minces pour être mesurées par cette méthode (voir Article 6). Cette méthode peut également être utilisée pour mesurer des revêtements métalliques non magnétiques sur des métaux de base non conducteurs. Toutefois la méthode par courants de Foucault sensible aux variations de phase spécifiée dans l'ISO 21968 est adaptée en particulier à cette application et peut fournir des résultats de mesure d'épaisseur avec une plus grande exactitude (voir Annexe A). Cette méthode ne peut pas être appliquée pour mesurer des revêtements métalliques non magnétiques sur des métaux de base conducteurs. La méthode par courants de Foucault sensible aux variations de phase spécifiée dans l'ISO 21968 est particulièrement utile pour cette application. Cependant, dans le cas particulier des revêtements très minces avec une très faible conductivité, la méthode par courants de Foucault sensible aux variations d'amplitude peut être également utilisée pour cette application (voir Annexe A). Bien que la méthode puisse être utilisée pour les mesurages de l'épaisseur des revêtements sur des métaux de base magnétiques, son utilisation pour cette application n'est pas recommandée. Dans ce cas, la méthode magnétique spécifiée dans l'ISO 2178 peut être utilisée. Uniquement dans le cas de revêtements très épais (épaisseur supérieure à environ 1 mm), la méthode par courants de Foucault sensible aux variations d'amplitude peut être également utilisée pour cette application (voir Annexe A).
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 2360
Fourth edition
2017-07
Non-conductive coatings on non-
magnetic electrically conductive base
metals — Measurement of coating
thickness — Amplitude-sensitive
eddy-current method
Revêtements non conducteurs sur matériaux de base non
magnétiques conducteurs de l’électricité — Mesurage de l’épaisseur
de revêtement — Méthode par courants de Foucault sensible aux
variations d’amplitude
Reference number
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ISO 2017
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ISO 2360:2017(E)
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle of measurement . 2
5 Factors affecting measurement uncertainty . 3
5.1 Basic influence of the coating thickness . 3
5.2 Electrical properties of the base metal . 3
5.3 Geometry: Base metal thickness . 4
5.4 Geometry: Edge effects . 4
5.5 Geometry: Surface curvature . 4
5.6 Surface roughness . 4
5.7 Cleanliness: Lift-off effect . 5
5.8 Probe pressure . 5
5.9 Probe tilt . 5
5.10 Temperature effects . 5
5.11 Intermediate coatings . 6
5.12 External electromagnetic fields . 6
6 Calibration and adjustment of the instrument . 6
6.1 General . 6
6.2 Thickness reference standards . 6
6.3 Methods of adjustment . 7
7 Measurement procedure and evaluation . 8
7.1 General . 8
7.2 Number of measurements and evaluation . 8
8 Uncertainty of the results . 8
8.1 General remarks . 8
8.2 Uncertainty of the calibration of the instrument . 9
8.3 Stochastic errors .10
8.4 Uncertainties caused by factors summarized in Clause 5 .10
8.5 Combined uncertainty, expanded uncertainty and final result .11
9 Precision .11
9.1 General .11
9.2 Repeatability (r) .11
9.3 Reproducibility limit (R) .12
10 Test report .12
Annex A (informative) Eddy-current generation in a metallic conductor .14
Annex B (informative) Basics of the determination of the uncertainty of a measurement of
the used measurement method corresponding to ISO/IEC Guide 98-3 .18
Annex C (informative) Basic performance requirements for coating thickness gauges which
are based on the amplitude-sensitive eddy-current method described in this document .20
Annex D (informative) Examples for the experimental estimation of factors affecting the
measurement accuracy .22
Annex E (informative) Table of the student factor .27
Annex F (informative) Example of uncertainty estimation (see Clause 8) .28
Annex G (informative) Details on precision .30
Bibliography .34
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ISO 2360:2017(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: w w w . i s o .org/ iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 107, Metallic and other inorganic coatings.
This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 2360:2003), which has been technically
revised.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 2360:2017(E)
Non-conductive coatings on non-magnetic electrically
conductive base metals — Measurement of coating
thickness — Amplitude-sensitive eddy-current method
1 Scope
This document specifies a method for non-destructive measurements of the thickness of non-conductive
coatings on non-magnetic electrically conductive base metals, using amplitude-sensitive eddy-current
instruments.
In this document, the term “coating” is used for materials such as, for example, paints and varnishes,
electroplated coatings, enamel coatings, plastic coatings, claddings and powder coatings. This method
is particularly applicable to measurements of the thickness of most oxide coatings produced by
anodizing, but is not applicable to all conversion coatings, some of which are too thin to be measured by
this method (see Clause 6).
This method can also be used to measure non-magnetic metallic coatings on non-conductive base
materials. However, the phase-sensitive eddy-current method specified in ISO 21968 is particularly
usable to this application and can provide thickness results with a higher accuracy (see Annex A).
This method is not applicable to measure non-magnetic metallic coatings on conductive base metals.
The phase-sensitive eddy-current method specified in ISO 21968 is particularly useful for this
application. However, in the special case of very thin coatings with a very small conductivity, the
amplitude-sensitive eddy-current method can also be used for this application (see Annex A).
Although the method can be used for measurements of the thickness of coatings on magnetic base
metals, its use for this application is not recommended. In such cases, the magnetic method specified
in ISO 2178 can be used. Only in case of very thick coatings above approximately 1 mm, the amplitude-
sensitive eddy-current method can also be used for this application (see Annex A).
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 2064, Metallic and other inorganic coatings — Definitions and conventions concerning the measurement
of thickness
ISO 4618, Paints and varnishes — Terms and definitions
ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in
me a s ur ement (GUM: 1995)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 2064 and ISO 4618 and the
following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at http:// www .iso .org/ obp
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ISO 2360:2017(E)
3.1
adjustment of a measuring system
set of operations carried out on a measuring system so that it provides prescribed indications
corresponding to given values of a quantity to be measured
Note 1 to entry: Adjustment of a measuring system can include zero adjustment, offset adjustment, and span
adjustment (sometimes called gain adjustment).
Note 2 to entry: Adjustment of a measuring system should not be confused with calibration, which is a
prerequisite for adjustment.
Note 3 to entry: After an adjustment of a measuring system, the measuring system must usually be recalibrated.
Note 4 to entry: Colloquially, the term “calibration” is frequently, but falsely, used instead of the term “adjustment”.
In the same way, the terms “verification” and “checking” are often used instead of the correct term “calibration”.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 3.11 (also known as “VIM”)]
3.2
calibration
operation that, under specified conditions, in a first step, establishes a relation between the quantity
values with measurement uncertainties provided by measurement standards and corresponding
indications with associated measurement uncertainties and, in a second step, uses this information to
establish a relation for obtaining a measurement result from an indication
Note 1 to entry: A calibration may be expressed by a statement, calibration function, calibration diagram,
calibration curve, or calibration table. In some cases, it may consist of an additive or multiplicative correction of
the indication with associated measurement uncertainty.
Note 2 to entry: Calibration should not be confused with adjustment of a measuring system, often mistakenly
called “self-calibration”, nor with verification of calibration.
Note 3 to entry: Often, the first step alone in the above definition is perceived as being calibration.
[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 2.39 (also known as “VIM”)]
4 Principle of measurement
Eddy-current instruments work on the principle that a high frequency electromagnetic field generated
by the probe system of the instrument will produce eddy-currents in the base metal beneath the
coating on which the probe is placed (see Figure 1). These induced currents cause a change of the
electromagnetic field surrounding the probe coil and therefore result in a change of the amplitude
of the probe coil impedance. The induced eddy-current density is a function of the distance between
the generating coil and the base metal surface. Consequently, this impedance change can be used as
a measure of the thickness of the coating on the conductor by means of a calibration with reference
standards (see also Annex A).
In order to measure a change of the coil impedance amplitude, the test coil is usually part of an oscillator
circuit with a resonant frequency determined by the coil inductance and resistance. A change of the coil
impedance amplitude results in a shift of the resonant frequency. Consequently, the measured resonant
frequency is a measure of the coating thickness. The values are either pre-processed by digital means
or are directly displayed on a usefully scaled gauge.
The probe and measuring system/display may be integrated into a single instrument.
NOTE 1 Annex C describes the basic performance requirements of the equipment.
NOTE 2 Factors affecting measurement accuracy are discussed in Clause 5.
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ISO 2360:2017(E)
Key
1 ferrite core of the probe 5 induced eddy-current
2 high frequency electromagnetic field I exciting current
~
3 non-conductive coating t coating thickness
4 base metal U = f(t) measurement signal
Figure 1 — Amplitude-sensitive eddy-current method
5 Factors affecting measurement uncertainty
5.1 Basic influence of the coating thickness
The sensitivity of a probe, i.e. the measurement effect, decreases with increasing thickness within the
measurement range of the probe. In the lower measurement range, this measurement uncertainty (in
absolute terms) is constant, independent of the coating thickness. The absolute value of this uncertainty
depends on the properties of the probe system and the sample materials, e.g. the homogeneity of the
base metal conductivity, the base metal roughness and the sample surface roughness. In the upper
measurement range, the uncertainty becomes approximately a constant fraction of the coating
thickness.
5.2 Electrical properties of the base metal
The conductivity of the base metal determines the induced eddy-current density for a given probe
system and frequency. Consequently, the base metal conductivity causes the measurement effect for
this method. The relationship between coating thickness and the measured value depends strongly
on the conductivity of the base metal. Consequently, calibration procedures and measurements
shall be made on the same material. Different materials with different conductivities as well as local
fluctuations of the conductivity or variations between different samples can cause (more or less) errors
in the thickness reading.
NOTE There are instruments and probes available that are capable of automatically compensating the base
metal conductivity influence thus avoiding the resulting thickness error.
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5.3 Geometry: Base metal thickness
Generation of eddy currents by the coil’s magnetic field in the depth of the base metal is obstructed
if the base metal thickness is too small. This influence can only be neglected above a certain critical
minimum base metal thickness.
Therefore, the thickness of the base metal should always be higher than this critical minimum base
metal thickness. An adjustment of the instrument can compensate for errors caused by thin base metal.
However, any variation in thickness of the base metal can cause increased uncertainty and errors.
The critical minimum base metal thickness depends on both the probe system (frequency, geometry)
and the conductivity of the base metal. Its value should be determined experimentally, unless otherwise
specified by the manufacturer.
NOTE A simple experiment to estimate the critical minimum base metal thickness is described in D.3.
However, in the absence of any other information, the required minimum base metal thickness, t ,
min
can be estimated from Formula (1).
t =⋅3 δ (1)
min 0
where
δ is the standard penetration depth of the base metal (see A.1).
0
5.4 Geometry: Edge effects
The induction of eddy currents is obstructed by geometric limitations of the base metal (e.g. edges,
drills and others). Therefore, measurements made too near to an edge or corner may not be valid unless
the instrument has been specifically adjusted for such measurements. The necessary distance in order
to avoid an impact of the edge effect depends on the probe system (field distribution).
NOTE 1 A simple experiment to estimate the edge effect is described in D.2.
NOTE 2 When compared with the phase-sensitive method of ISO 21968, the amplitude-sensitive eddy-current
instruments can be substantially more affected by edge effects.
5.5 Geometry: Surface curvature
The propagation of the magnetic field and consequently the induction of eddy currents are affected
by the surface curvature of the base metal. This influence becomes more pronounced with decreasing
radius of the curvature and decreasing coating thickness. In order to minimize this influence, an
adjustment should be performed on a base metal with the same geometry.
The influence of surface curvature depends considerably on the probe geometry and can be reduced
by reducing the sensitive area of the probe. Probes with very small sensitive areas are often called
microprobes.
NOTE 1 There are instruments and probes available that are capable of automatically compensating the base
metal surface curvature influence thus avoiding the resulting thickness error.
NOTE 2 A simple experiment to estimate the effect of surface curvature is described in D.4.
5.6 Surface roughness
Measurements are influenced by the surface topography of the base metal and the coating. Rough
surfaces can cause both systematic and random errors. Random errors can be reduced by making
multiple measurements, each measurement being made at a different location, and then calculating the
average value of that series of measurements.
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ISO 2360:2017(E)
In order to reduce the influence of roughness, a calibration should be carried out with an uncoated base
metal with a roughness equivalent to the coated sample base metal.
If necessary, the definition of the average coating thickness that is used should be stated between the
supplier and client.
NOTE When compared with the phase-sensitive method of ISO 21968, the amplitude-sensitive eddy-current
measurement can be more affected by base metal roughness.
5.7 Cleanliness: Lift-off effect
If the probe is not placed directly onto the coating, the gap between the probe and coating (lift-off)
will affect the measurement as if it were an additional coating. Lift-off can be produced unintentionally
due to the presence of small particles between the probe and coating. The probe tip shall frequently be
checked for cleanliness.
5.8 Probe pressure
The pressure that the probe exerts on the test specimen can affect instrument reading and shall always
be the same during adjustment and measurements.
The influence of the probe pressure is more pronounced in case of soft coatings because the probe tip
can be indented into the coating. Therefore, the probe pressure should be as small as possible. Most
commercially available instruments are equipped with spring loaded probes, which ensure a constant
pressure during the placement. A suitable auxiliary device should be used in case the probe is not
spring loaded.
NOTE 1 The contact pressure and the probe tip indentation depth can be reduced by reducing the applied load
force or by using a probe with a larger diameter of the probe tip.
NOTE 2 An indentation of the probe tip into soft coatings can be reduced by placing a protective foil with
known thickness onto the coated surface. In this case, the coating thickness is the measured thickness minus
the foil thickness. This procedure is not applicable when measuring non-magnetic metallic coatings on non-
conductive base materials.
5.9 Probe tilt
Unless otherwise instructed by the manufacturer, the probe shall be applied perpendicularly to the
coating surface as tilting the probe away from the surface normal can cause measurement errors.
The risk of inadvertent tilt can be minimized by the probe design or by the use of a probe-holding jig.
NOTE Most commercially available instruments are equipped with spring loaded probes, which ensure a
perpendicular placement on the sample surface.
5.10 Temperature effects
As temperature changes affect the characteristics of the probe, it should be used under approximately
the same temperature conditions as when the instrument was calibrated.
NOTE 1 The influence of temperature variations can be reduced by a temperature compensation of the probe.
The manufacturer’s specification is taken into account.
NOTE 2 Temperature differences between the probe, electronics of the instrument, environment and sample
can cause large thickness errors. One example is the thickness measurement of hot coatings.
Most metals change their electrical conductivity with temperature. Because the measured coating
thickness is influenced by changes in the electrical conductivity of the base metal, large temperature
changes should be avoided (see 5.2).
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ISO 2360:2017(E)
5.11 Intermediate coatings
The presence of an intermediate coating can affect the measurement of the coating thickness if the
electrical characteristics of that intermediate coating differ from those of the coating or base metal. If
a difference does exist, then the measurements will, in addition, be affected by an intermediate coating
thickness of less than t . If the thickness is greater than t , then the intermediate coating, if non-
min min
magnetic, can be treated as the base metal (see 5.3).
5.12 External electromagnetic fields
The measurement results can be influenced by strong electromagnetic interfering fields. In cases
showing unexpected results or a strong variation of results, which cannot be explained by other factors,
this influence should be taken into account. In this situation, a comparison measurement should be
carried out at a location without interfering fields.
6 Calibration and adjustment of the instrument
6.1 General
Prior to use, every instrument shall be calibrated or adjusted according to the instructions of the
manufacturer by means of suitable thickness reference standards and base metal. The material,
geometry, and surface properties of the base metal used for calibration or adjustment should be similar
to those for the test specimens in order to avoid deviations caused by the factors described in Clause 5.
Otherwise, these influences shall be considered in the estimation of the measurement uncertainty.
During calibration or adjustment, the instruments, standards and base metal should have the same
temperature as the test specimens to minimize temperature induced differences.
In order to avoid the influence of instrument drift, periodic control measurements with reference
standards or control samples are recommended. If required, the instrument has to be re-adjusted.
NOTE Most instruments automatically adjust themselves during a function called “calibration”, carried out
by the operator, whereas the result of the calibration is often not obvious.
6.2 Thickness reference standards
Thickness reference standards for calibration and adjustment are either coated base metals or foils,
which are placed onto uncoated base metals.
Foils and coatings shall be non-conductive and non-magnetizable. Thickness values of the reference
standards and their associated uncertainties shall be known and unambiguously documented. The
surface area for which these values are valid shall be marked. The thickness values should be traceable
to certified reference standards.
The uncertainties shall be documented with their confidence level, e.g. U (95 %), i.e. the probability, that
the “true” value is within the reported uncertainty interval around the documented thickness value, is
minimum 95 %.
Prior to use, foils and coatings are to be checked visually for damage or mechanical wear as this would
cause an incorrect adjustment
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 2360
Quatrième édition
2017-07
Revêtements non conducteurs sur
matériaux de base non magnétiques
conducteurs de l’électricité —
Mesurage de l’épaisseur de
revêtement — Méthode par courants
de Foucault sensible aux variations
d’amplitude
Non-conductive coatings on non-magnetic electrically conductive
base metals — Measurement of coating thickness — Amplitude-
sensitive eddy-current method
Numéro de référence
ISO 2360:2017(F)
©
ISO 2017
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ISO 2360:2017(F)
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ISO 2360:2017(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principe de mesure . 2
5 Facteurs influant sur l’incertitude de mesure . 3
5.1 Influence fondamentale de l’épaisseur du revêtement . 3
5.2 Propriétés électriques du métal de base . 4
5.3 Géométrie: Épaisseur du métal de base . 4
5.4 Géométrie: Effets de bord . 4
5.5 Géométrie: Courbure de la surface . 4
5.6 Rugosité de surface . 5
5.7 Propreté: Effet de décollement . 5
5.8 Pression du palpeur . 5
5.9 Inclinaison du palpeur. 5
5.10 Effets de la température . 6
5.11 Revêtements intermédiaires . 6
5.12 Champs électromagnétiques externes . 6
6 Étalonnage et ajustage de l’instrument . 6
6.1 Généralités . 6
6.2 Étalons de référence d’épaisseur . 7
6.3 Méthodes d’ajustage . 7
7 Mode opératoire de mesurage et évaluation . 8
7.1 Généralités . 8
7.2 Nombre de mesurages et évaluation . 8
8 Incertitude des résultats . 9
8.1 Remarques générales . 9
8.2 Incertitude associée à l’étalonnage de l’instrument .10
8.3 Erreurs stochastiques .10
8.4 Incertitudes dues aux facteurs récapitulés à l’Article 5 .11
8.5 Incertitude composée, incertitude élargie et résultat final .12
9 Fidélité .12
9.1 Généralités .12
9.2 Répétabilité (r) .12
9.3 Limite de reproductibilité (R) .12
10 Rapport d’essai .13
Annexe A (informative) Production des courants de Foucault dans un conducteur métallique .14
Annexe B (informative) Principes de base de la détermination de l’incertitude de mesure
de la méthode de mesure utilisée correspondant à le Guide ISO/IEC 98-3 .19
Annexe C (informative) Exigences de performance de base des jauges d’épaisseur de
revêtement fondées sur la méthode par courants de Foucault sensible aux
variations d’amplitude décrite dans le présent document .21
Annexe D (informative) Exemples d’estimation expérimentale des facteurs influant sur
l’exactitude de mesure .23
Annexe E (informative) Tableau du facteur de Student .28
Annexe F (informative) Exemple d’estimation de l’incertitude (voir Article 8) .29
Annexe G (informative) Détails relatifs à la fidélité .31
© ISO 2017 – Tous droits réservés iii
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ISO 2360:2017(F)
Bibliographie .35
iv © ISO 2017 – Tous droits réservés
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ISO 2360:2017(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: w w w . i s o .org/ iso/ fr/ avant -propos .html
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 107, Revêtements métalliques et
autres revêtements inorganiques.
Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 2360:2003) qui a fait l’objet d’une
révision technique.
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NORME INTERNATIONALE ISO 2360:2017(F)
Revêtements non conducteurs sur matériaux de base non
magnétiques conducteurs de l’électricité — Mesurage de
l’épaisseur de revêtement — Méthode par courants de
Foucault sensible aux variations d’amplitude
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie une méthode de mesure non destructive de l’épaisseur des revêtements
non conducteurs sur des métaux de base non magnétiques, conducteurs de l’électricité, au moyen
d’instruments utilisant les courants de Foucault et sensibles aux variations d’amplitude.
Dans le présent document, le terme «revêtement» est utilisé pour désigner des produits tels que,
par exemple, les peintures et vernis, les revêtements électrolytiques, les revêtements en émaux, les
revêtements plastiques, les placages et les revêtements en poudre. Cette méthode est applicable
notamment au mesurage de l’épaisseur de la plupart des revêtements d’oxydes produits par anodisation,
mais elle ne s’applique pas à toutes les couches de conversion, certaines d’entre elles étant trop minces
pour être mesurées par cette méthode (voir Article 6).
Cette méthode peut également être utilisée pour mesurer des revêtements métalliques non magnétiques
sur des métaux de base non conducteurs. Toutefois la méthode par courants de Foucault sensible aux
variations de phase spécifiée dans l’ISO 21968 est adaptée en particulier à cette application et peut
fournir des résultats de mesure d’épaisseur avec une plus grande exactitude (voir Annexe A).
Cette méthode ne peut pas être appliquée pour mesurer des revêtements métalliques non magnétiques
sur des métaux de base conducteurs. La méthode par courants de Foucault sensible aux variations de
phase spécifiée dans l’ISO 21968 est particulièrement utile pour cette application. Cependant, dans le
cas particulier des revêtements très minces avec une très faible conductivité, la méthode par courants
de Foucault sensible aux variations d’amplitude peut être également utilisée pour cette application (voir
Annexe A).
Bien que la méthode puisse être utilisée pour les mesurages de l’épaisseur des revêtements sur des
métaux de base magnétiques, son utilisation pour cette application n’est pas recommandée. Dans ce
cas, la méthode magnétique spécifiée dans l’ISO 2178 peut être utilisée. Uniquement dans le cas de
revêtements très épais (épaisseur supérieure à environ 1 mm), la méthode par courants de Foucault
sensible aux variations d’amplitude peut être également utilisée pour cette application (voir Annexe A).
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des
exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 2064, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Définitions et principes
concernant le mesurage de l’épaisseur
ISO 4618, Peintures et vernis — Termes et définitions
Guide ISO/IEC 98-3, Incertitude de mesure — Partie 3: Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure
(GUM: 1995)
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3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 2064 et l’ISO 4618,
ainsi que les suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http:// www .iso .org/ obp
3.1
ajustage d’un système de mesure
ensemble d’opérations réalisées sur un système de mesure pour qu’il fournisse des indications
prescrites correspondant à des valeurs données des grandeurs à mesurer
Note 1 à l’article: Divers types d’ajustage d’un système de mesure sont le réglage de zéro, le réglage de décalage,
le réglage d’étendue (appelé aussi réglage de gain).
Note 2 à l’article: Il convient de ne pas confondre l’ajustage d’un système de mesure avec son étalonnage, qui est
un préalable à l’ajustage.
Note 3 à l’article: Après un ajustage d’un système de mesure, le système demande généralement à être réétalonné.
Note 4 à l’article: Dans le langage courant, le terme «étalonnage» est souvent utilisé, à tort, à la place du terme
«ajustage». De la même manière, les termes «vérification» et «contrôle» sont souvent utilisés à la place du terme
correct «étalonnage».
[SOURCE: Guide ISO/IEC 99:2007, 3.11 (également connue en tant que «VIM»)]
3.2
étalonnage
opération qui, dans des conditions spécifiées, établit en une première étape une relation entre les
valeurs et les incertitudes de mesure associées qui sont fournies par des étalons et les indications
correspondantes avec les incertitudes associées, puis utilise en une seconde étape cette information
pour établir une relation permettant d’obtenir un résultat de mesure à partir d’une indication
Note 1 à l’article: Un étalonnage peut être exprimé sous la forme d’un énoncé, d’une fonction d’étalonnage, d’un
diagramme d’étalonnage, d’une courbe d’étalonnage ou d’une table d’étalonnage. Dans certains cas, il peut
consister en une correction additive ou multiplicative de l’indication avec une incertitude de mesure associée.
Note 2 à l’article: Il convient de ne pas confondre l’étalonnage avec l’ajustage d’un système de mesure, souvent
appelé improprement «auto-étalonnage», ni avec la vérification de l’étalonnage.
Note 3 à l’article: La seule première étape dans la définition est souvent perçue comme étant l’étalonnage.
[SOURCE: Guide ISO/IEC 99:2007, 2.39 (également connue en tant que «VIM»)]
4 Principe de mesure
Les instruments à courants de Foucault fonctionnent sur le principe qu’un champ électromagnétique à
haute fréquence, engendré par le système de palpeur de l’instrument, produit des courants de Foucault
dans le métal de base au-dessous du revêtement sur lequel est placé le palpeur (voir Figure 1). Ces
courants induits provoquent une variation du champ magnétique autour de la bobine du palpeur et
entraînent par conséquent une variation d’amplitude dans l’impédance de la bobine du palpeur. La
densité des courants de Foucault induits est une fonction de la distance entre la bobine génératrice et
la surface du métal de base. Par conséquent, cette variation d’impédance peut être utilisée comme une
mesure de l’épaisseur du revêtement sur le conducteur au moyen d’un étalonnage à l’aide d’étalons de
référence (voir également l’Annexe A).
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Afin de mesurer une variation d’amplitude dans l’impédance de la bobine, la bobine d’essai fait
habituellement partie d’un circuit d’oscillation avec une fréquence de résonance déterminée par
l’inductance et la résistance de la bobine. Une variation d’amplitude dans l’impédance de la bobine
entraîne un décalage de la fréquence de résonance. Par conséquent, la fréquence de résonance
mesurée est une mesure de l’épaisseur de revêtement. Les valeurs sont soit prétraitées par des moyens
numériques, soit directement affichées sur une jauge convenablement graduée.
Le palpeur et le système de mesure et d’affichage peuvent être intégrés dans un seul et même
instrument.
NOTE 1 L’Annexe C décrit les exigences de performance de base de l’équipement.
NOTE 2 Les facteurs influant sur l’exactitude de mesurage sont discutés dans l’Article 5.
Légende
1 noyau en ferrite du palpeur 5 courants de Foucault induits
2 champ électromagnétique à haute fréquence I courant d’excitation
~
3 revêtement non conducteur t épaisseur du revêtement
4 métal de base U = f(t) signal de mesure
Figure 1 — Méthode par courants de Foucault sensible aux variations d’amplitude
5 Facteurs influant sur l’incertitude de mesure
5.1 Influence fondamentale de l’épaisseur du revêtement
La sensibilité d’un palpeur, c’est-à-dire l’effet de mesure, diminue lorsque l’épaisseur augmente dans
les limites de l’étendue de mesure du palpeur. Dans la partie inférieure de l’étendue de mesure, cette
incertitude de mesure est constante (en valeur absolue) et indépendante de l’épaisseur du revêtement.
La valeur absolue de cette incertitude dépend des propriétés du système de palpeur et des matériaux
échantillons, par exemple l’homogénéité de la conductivité du métal de base, la rugosité du métal
de base et la rugosité de surface de l’échantillon. Dans la partie supérieure de l’étendue de mesure,
l’incertitude devient approximativement une fraction constante de l’épaisseur du revêtement.
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5.2 Propriétés électriques du métal de base
La conductivité du métal de base détermine la densité des courants de Foucault induits pour un
système de palpeur et une fréquence donnés. Par conséquent, la conductivité du métal de base est
à l’origine de l’effet de mesure pour cette méthode. La relation entre l’épaisseur du revêtement et la
valeur mesurée dépend dans une large mesure de la conductivité du métal de base. Par conséquent, les
procédures d’étalonnage et les mesurages doivent être réalisés sur le même matériau. Des matériaux
différents ayant des conductivités différentes, de même que des fluctuations locales de la conductivité
ou des variations entre différents échantillons, peuvent provoquer un nombre plus ou moins important
d’erreurs de lecture de l’épaisseur.
NOTE Il existe des instruments et des palpeurs capables de compenser automatiquement l’influence de la
conductivité du métal de base, évitant ainsi l’erreur sur l’épaisseur résultante.
5.3 Géométrie: Épaisseur du métal de base
La production de courants de Foucault par le champ magnétique de la bobine dans la profondeur du
métal de base est entravée si l’épaisseur du métal de base est trop faible. Cette influence ne peut être
négligée qu’au-delà d’une certaine épaisseur minimale critique du métal de base.
Par conséquent, il convient que l’épaisseur du métal de base soit toujours supérieure à cette épaisseur
minimale critique du métal de base. Un ajustage de l’instrument peut compenser les erreurs provoquées
par un métal de base mince. Néanmoins, toute variation de l’épaisseur du métal de base peut provoquer
un accroissement de l’incertitude et des erreurs.
L’épaisseur minimale critique du métal de base dépend du système de palpeur (fréquence, géométrie) et
de la conductivité du métal de base. Sauf spécification contraire du fabricant, il convient de déterminer
sa valeur expérimentalement.
NOTE Une expérience simple permettant d’estimer l’épaisseur minimale critique du métal de base est
décrite en D.3.
Toutefois, en l’absence de toute autre information, l’épaisseur minimale requise du métal de base, t ,
min
peut être calculée à partir de la Formule (1).
t =⋅3 δ (1)
min 0
où, δ est la profondeur de pénétration normale dans le métal de base (voir A.1).
0
5.4 Géométrie: Effets de bord
L’induction des courants de Foucault est entravée par les limites géométriques du métal de base (par
exemple bords, trous percés et autres). De ce fait, les mesurages effectués trop près d’un bord ou d’un
angle ne seront valables que si l’instrument a été spécialement ajusté pour ces mesurages. La distance à
respecter pour éviter un impact de l’effet de bord dépend du système de palpeur (distribution du champ).
NOTE 1 Une expérience simple permettant d’estimer l’effet de bord est décrite en D.2.
NOTE 2 Comparée à la méthode par courants de Foucault sensible aux variations de phase de l’ISO 21968,
la méthode employant des instruments à courants de Foucault sensibles aux variations d’amplitude peut être
affectée de façon plus prononcée par les effets de bord.
5.5 Géométrie: Courbure de la surface
La propagation du champ magnétique, et par conséquent l’induction de courants de Foucault, sont
affectées par la courbure de la surface du métal de base. Cette influence est d’autant plus prononcée
que le rayon de courbure et l’épaisseur du revêtement sont faibles. Pour réduire au minimum cette
influence, il convient d’effectuer l’ajustage sur un métal de base ayant la même géométrie.
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L’influence de la courbure de la surface varie considérablement selon la géométrie du palpeur et peut
être atténuée en réduisant la surface sensible du palpeur. Les palpeurs ayant de très petites surfaces
sensibles sont souvent appelés micropalpeurs.
NOTE 1 Il existe des instruments et des palpeurs capables de compenser automatiquement l’influence de la
courbure de la surface du métal de base, évitant ainsi l’erreur sur l’épaisseur résultante.
NOTE 2 Une expérience simple permettant d’estimer l’effet de la courbure de la surface est décrite en D.4.
5.6 Rugosité de surface
Les mesurages sont affectés par la topographie de surface du métal de base et du revêtement. Les
surfaces rugueuses peuvent conduire à des erreurs aussi bien systématiques qu’aléatoires. Les erreurs
aléatoires peuvent être réduites en effectuant plusieurs mesurages, tous en des endroits différents,
puis en calculant la valeur moyenne de cette série de mesurages.
Pour réduire l’influence de la rugosité, il convient d’effectuer un étalonnage avec un métal de base non
revêtu ayant une rugosité équivalente à celle de l’échantillon de métal de base revêtu.
Si nécessaire, il convient que le fournisseur et le client définissent conjointement l’épaisseur moyenne
de revêtement utilisée.
NOTE Comparée à la méthode par courants de Foucault sensible aux variations de phase de l’ISO 21968, la
méthode de mesure employant des instruments à courants de Foucault sensibles aux variations d’amplitude peut
être affectée de façon plus prononcée par la rugosité du métal de base.
5.7 Propreté: Effet de décollement
Si le palpeur n’est pas placé directement sur le revêtement, l’interstice entre le palpeur et le revêtement
(décollement) affectera le mesurage comme s’il y avait un revêtement supplémentaire. Le décollement
peut être provoqué non intentionnellement par la présence de petites particules entre le palpeur et le
revêtement. La propreté de la pointe du palpeur doit être vérifiée fréquemment.
5.8 Pression du palpeur
La pression qu’exerce le palpeur sur l’éprouvette peut affecter la lecture de l’instrument et doit toujours
rester constante pendant l’ajustage et les mesurages.
L’influence de la pression du palpeur est plus prononcée dans le cas de revêtements mous car la pointe
du palpeur peut s’enfoncer dans le revêtement. Par conséquent, il convient que la pression du palpeur
soit aussi faible que possible. La plupart des instruments disponibles dans le commerce sont équipés de
palpeurs à ressort qui assurent une pression constante lors de la mise en place. Lorsque le palpeur n’est
pas muni d’un ressort, il convient d’utiliser un dispositif auxiliaire approprié.
NOTE 1 La pression de contact et la profondeur d’enfoncement de la pointe du palpeur peuvent être réduites
en diminuant la force appliquée ou en utilisant une pointe de palpeur de grand diamètre.
NOTE 2 L’enfoncement de la pointe du palpeur dans des revêtements mous peut être réduit en plaçant une
feuille de protection d’une épaisseur connue sur la surface revêtue. Dans ce cas, l’épaisseur du revêtement est
l’épaisseur mesurée moins l’épaisseur de la feuille. Ce mode opératoire n’est pas applicable au mesurage de
revêtements métalliques non magnétiques sur des matériaux de base non conducteurs.
5.9 Inclinaison du palpeur
Sauf indication contraire de la part du fabricant, le palpeur doit être placé perpendiculairement à la
surface du revêtement car toute inclinaison de celui-ci par rapport à la perpendiculaire peut entraîner
des erreurs de mesurage.
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Le risque d’inclinaison involontaire du palpeur peut être minimisé à la conception ou en utilisant un
support de palpeur approprié.
NOTE La plupart des instruments disponibles dans le commerce sont équipés de palpeurs à ressort assurant
un positionnement perpendiculaire à la surface de l’échantillon.
5.10 Effets de la température
Du fait que les changements de température modifient les caractéristiques du palpeur, il convient
d’utiliser le palpeur dans des conditions de température sensiblement identiques à celles de l’étalonnage
de l’instrument.
NOTE 1 L’influence des variations de température peut être réduite par une compensation de température du
palpeur. Les spécifications du fabricant sont prises en compte.
NOTE 2 Des écarts de température entre le palpeur, l’électronique de l’instrument, l’environnement et
l’échantillon peuvent provoquer des erreurs importantes de mesurage de l’épaisseur. Le mesurage de l’épaisseur
de revêtements chauds est un exemple.
La conductivité électrique de la plupart des métaux varie en fonction de la température. Étant donné
que l’épaisseur du revêtement mesurée est af
...
Questions, Comments and Discussion
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