涂料工业与科学技术作为国民经济支柱材料科学的重要分支之一，受到各国特别是发达国家的高度重视，发展日新月异。与之配合的材料试验机械与仪器也在不同的研究与应用层面上得到了不断改进与完善，从而保证了整个涂料工业水平达到一定的国家与国际标准。
我国改革开放以来，铝型材涂料行业的落后水平已经得到很大改观，特别是国内和国际市场对工业制成品、永久性建筑、地下工程的防腐蚀与装饰性要求日益严格，涂装作为重要的最后一道工艺，已彻底改变了过去把涂装看成“掩盖缺陷的工作”的状况。在整个涂装质量保证体系中，涂料检测仪器充当着一个眼睛与尺度的重要角色。就仪器本身而言，也同时面临着一个增长的市场需求与激烈的市场竞争局面。
我们通过参观德、英、意、比利时、美等国的一些涂料仪器制造公司，结合近几年推行国际标准的工作，通过简单地介绍一下这方面的现状，给国内涂料用户有一个总体印象。
铝型材涂料检测仪器涉及从产品性能检验、施工性能检验，物理机械性能与特种保护性能检验的诸多方面，再加上对涂料基础科研的分子化学分析试验仪器，是一个包括物理检验、化学分析、光学、机械、特种计量、生理心理、人工环境摸拟的广泛领域。既有简单的检测仪器也有属于材料试验高技术领域的仪器，品种复杂，涉及相关标准也很多，进行分类是比较困难的。但大体上讲涂料的基本功能表现，一是提供对被涂物件的保护功能，二是提供对被涂产品的装饰功能，三是提供各种特殊的辅助功能。如就前两种基本功能而言，是否可以这样分类，以便于叙述。
一类为主要检测涂料保护功能的物理化学特性的仪器。
二类为主要检测涂料装饰功能的表面视觉感受特征的仪器。
三类可定为配合以上两类测试所必具条件与验证类的仪器，包括计量器具。
第一类仪器又可分为：以测试普通易直接表现出来的物理特性为主的仪器，俗称为”物性仪器”和；以进一步揭示涂料成膜成因，包括防腐蚀机理的内部化学物理特性为主的俗称的“化性仪器”。“物性仪器”如粘度、细度、硬度、柔韧性、附着力、遮盖力、涂刷性，干燥时间，耐磨耗、耐洗刷等；“化性仪器”如红外色谱仪、气相色谱、质谱仪、电子显微镜、分子量测定仪、表面张力仪、粒度分布仪、热分析仪等大型仪器和电化学交流阻抗仪、PH计、电导率仪、滴定仪常用仪器等。
第二类仪器主要有涉及生理心理感觉的光泽、雾影光泽、颜色(包括色差仪和分光光度仪)桔皮、鲜映性等光学仪器。
第三类仪器主要是为了配合以上两类仪器完成测试及配合正确进行涂装施工的计量和环境条件仪器，装置和目视对照标准。如电子天平，干膜测厚仪、制膜器、库仑计、温度计、温度跟踪记录仪、湿度计或露点温度计、生锈与除锈标准、粗糙度标准、 涂层针孔检测、 烘箱、高温高湿试验箱、盐雾试验箱，耐侯老化试验箱(阳光、紫外)等。
如果从仪器研制生产的角度出发， 则又可分为应用广泛的通用测试仪器与为涂料生产和施工使用的专用测试仪器。
通用仪器针对某项或数项比较有代表性的物理化学特性，进行检测，并有致力于该领域的专门工厂研究发展。因具有较广泛的应用领域和市场，其技术水平发展较快，往往处于科学技术的前沿，如第一类中的化性仪器，第二类的一部和第三类的大部仪器。
专用测试仪器则局限在涂料的研制生产、施工部门中应用，它们的特点是与涂料有关标准紧密配套，并随方法标准的完善、修订而改进，它们的生产较容易，但市场狭小，往往是很少几个不大的专业工厂生产，并通过各国专业代理销售机构进入特定市场，这些工厂对仪器的研究发展往往又反过来推进标准的修订、发展。
近年来，顺应以较优质的合成树脂涂料替代油性低档涂料的世界潮流，我国涂料工业发展的品种档次显著提高，同时也推进了涂料检测仪器的发展。许多涂料生产厂和涂料用户需要更新仪器，以使自己的检测方法符合国际标准。骨干企业更要购置高技术的理化仪器使自己的研究水平尽快赶上世界水平。
限于篇幅，这里将主要介绍涂料应用部门常用的，检测涂料保护和装饰功能的基本的专用仪器情况，并涉及部分常用通用仪器。
常用物理性能检测仪器
该类仪器以机械加工制造为主，国外这类专用仪器生产厂生产工人不多，都使用高精度的数控加工中心生产，以适应产品品种多，产量少，尺寸复杂精度高的情况。一些部件的钢材则向钢铁公司专门订购，产品质量高。在符合国际标准的基础上做不断地改进，使仪器愈趋精巧、耐用、更具特色，是这些小厂赖以生存发展的基础。其中一些产品有向中国转移生产的倾向。
一．粘度测试
1.粘度流杯：
是一般涂料厂生产的主要测量手段。用于测量涂料的条件粘度。仪器商则提供符合各国及国际标准的各式流杯，浸杯，精密加工的不锈钢嘴和阳极化处理的光滑杯体，确保流杯尺寸精确、测量准确。
2.流平/流挂倾向仪：
用等间隔的不同厚度的湿涂层，水平和垂直放置以简单地比较涂料流平性(希望尽可能流平)与流挂性(希望尽可能不流挂)以此评价涂料的涂刷性能。流平有5对槽，从0.1mm到1.0mm漆膜厚度，看试板水平放置时漆膜流平并拢情况。流挂仪有10条槽，制膜厚度从75μm到300μm，看试板垂直放置时漆膜流挂并拢的情况。
3.通用粘度计：
为更好分析涂料特别是树脂的牛顿粘度、非牛顿粘度，能变性等，以改善涂料的涂刷等施工性能。布氏旋转粘度计、哈克粘度计、锥板粘度计采用测量流体在一定剪切应力下流动时的内摩擦力，单位是动力粘度厘泊（cP或mPa.S），它们普通采用微电脑控制，有极宽的自动恒速范围和很高的测力矩精度及灵敏度，可以直接给出各相关的数据，使用十分方便。测量范围从0.1mPa.S到300,000,000mpa.S，转速0.3到100R.P.M。
目前国内生产的粘度计近两年采用步进电机直接驱动转子技术，解决了速度控制精度问题，如转子加工精度能达到国外的精度水平，国产高精度通用粘度计应该能赶上进口仪器的水平。
二．细度测试
细度影响涂料的光泽，抗腐蚀性等。细度刮板可判断产品是否合格，还可以比较设备工艺和设备能力的不同。由于现在高档涂料对细度的要求提高。国外供应商提供0～15μm，0-25μm的细度刮板，国内是0-50μm，0-100μm为主，也有了0～25μm产品。
三. 遮盖力测试
国际通行用遮盖测试卡纸，用于溶剂型体系的卡纸涂有具良好表面特性的特制塑料膜，水性涂料则用具渗透性的卡纸以表现高附着力特性。这样即便于使用，又可以存档管理。可用于如遮光性，渗透性，流平，流挂倾向，遮盖力测试等，电脑配色要求卡纸绝对不含荧光剂，否则荧光剂会造成配方数据计算错误，还需每批卡纸保持在颜色及光泽方面的一致。近年国内组织生产了这类卡纸，以改变遮盖力测试无案可查的情况，但还处于模仿阶段，需进一步研究解决品质问题。
四．硬度测试
1．铝笔硬度计：
属划伤测试法。硬度从9H到2H、H、F、HB、B、2B、到6B共17支铅笔。国内中华铅笔采用三菱铅笔标准制造，已能按国际标准全套提供。但外资企业仍喜欢使用三菱铅笔。另一种Duo-o-Test的硬度计采用球状碳化钨划针，由弹簧提供从0-20N的压力，不断调整压力直至漆膜上出现一条划痕后，从压力值得到硬度值。
2．压痕硬度计：
对于一些涂料，如果在压力下漆膜表现为塑性变形，而不是弹性变形，选择布氏(Buchholz)压痕硬度计测压痕长度是一个可靠的方法。
3．摆杆硬度计：
对于硬度高的涂料，如汽车漆，则用阻尼法测试硬度。摆杆硬度计测试漆膜表面变形对压在膜上杆园球支点的阻尼影响。它通过对规定的摆动角度计秒来表示硬度。按摆的形状不同分为koning摆和peroz摆。国内K摆使用较多，另外斯华特(Sward)硬度计也属此类。
五．柔韧性测试
与硬度相对，涂料的另一物理特性-柔韧性也是重要指标，一般用弯曲仪测试漆膜在不同曲率半径弯曲应力下的延伸及附着力，用冲击仪测试在快速变形中的抵抗力，用杯突仪来确定涂料在蠕变可调速的伸长变形中的可变性或可伸长程度，并获得涂层在什么地方断裂的资料。这几种指标是否检测是随应用的不同而有侧重。
六，附着力测试
1.十字法划格器：
采用十字划格测试法，简单方便，新的国家标准早已采用。划格器有多刀口的园周式和单面多刀口的片式，前者使用寿命极长．进口产品都采用比利时特殊锻造合金钢制造、精密磨削而成。国内产品主要没有采用这种优质钢材，改进也有困难，只有价格优势。
2.拉开测试器：
拉开法可直接获得将涂层拉脱表面的力(牛顿)的大小。有两种手动产品，一种液压产品，后者为电动液压杯突仪的辅助设备。手动的新产品作用面积减小许多，是从粘在涂层表面铝座的中心向外顶，而且与操作的部分用金属软管连结，可改变方向施力，更便于使用。
七．耐磨性测试
耐磨类仪器通过模拟各种工状预知涂装表面的抗磨损能力，种类很多。涂料行业多用泰伯尔圆盘磨耗仪，重现性最好，但需专门制作圆盘状试板。铝建筑型材加工行业选落砂试验法模拟风沙对建材的磨损，电子数码产品制造行业对产品多采用RCA纸带摩擦法、橡皮（或用各种泰伯尔标准磨头、细钢丝绒、酒精、人工汗水）往复摩擦法、振动抛光机模拟法等模拟手持电子产品的抗磨损性能。
表面视觉观感测试
这类仪器基本都是结合人的视觉生理及心理特点，用光学仪器客观评价入们对表面的视觉感受。随着高级轿车，高档家俱等对油漆的要求不断提高，厂商不断投入巨资研究新的涂料、助剂以争取市埸，同时能定量评价各种表观特性的仪器也得到了新的需求和发展。新产品不断推出。下面就近几年发展的这类仪器做一简介：
一. 光泽测量
光泽计测量表面直接反射光的特性指标。设在柏林的BAM组织负责国际标准的制定、完善和修改，他们同时提供各国光泽计量单位基准。当中光泽涂料样板表面反射值在10-70个光泽单位（60度角度时）应使用60度入射角测量，超过70 GU时须改用20度入射角测量，小于10GU时须用85度入射角测量。为更好地区别，样品应取至少三次读数的平均值，并同时注明使用的测量角度。鉴于85度的测量面积大约为7x42毫米的长条，仪器的线性基本上依赖非常准确的光路角度保证，所以仪器需要精密的数控机床加工或用很精密的模具制作。对于曲面部件的光泽测量，需一种测量光斑直径仅3毫米的小孔光泽计来完成。
二．表面结构测量
高档轿车油漆表面是否清晰照人，是客户最关注的卖点。涂料的流平特性及聚合应力造成的桔皮会反射一个歪斜的影像，但人眼却不足以分辨表面结构起伏的高度。桔皮仪利用激光束扫描表面来模似人眼的视觉反映，依据人在不同距离观察桔皮的能力和感受不同，仪器对激光反射波通过数字滤波的方法模拟了人眼在10～30厘米(用桔皮波长0．3～1毫米的短波表示)与3米距离处(用桔皮波长3～10毫米的长波表示)分辨桔皮形态的能力。
鲜映性（DOI）的标准术语是：以物体在表面上反射而产生的影像的以锐度为特征的光泽的一部分。通俗地讲，就是表面照出的影像是否清晰透亮如刚水洗一般。采用CCD照相技术分辨出影像边缘影响锐度的信息，计算该信息与影像主体信息的关系得出鲜映性指标，鲜映性好坏区别出了涂装质量是否高档的差异。
桔皮分析数据的实际意义在于能定量地表示不同施工参数的影响，并据此调整涂装工艺。
一个实例是通过对18块不同粗糙度底板(Ra=0．8um与Ra=1．5um)涂以三种不同体系的油漆，并分别用垂直和水平位置烘烤。分析测试结果表明了底材的粗糙度明显影响短波值的大小，其次是涂不涂清漆及清漆的厚度。而油漆系的流变和施工的位置(通过烘烤位置体现)则主要影响长波值的大小。桔皮的大小还可用数学方法由仪器自动转化到用现已有的目测法张力值(tensionvalue)及评估值(Rating Value)表达显示，表明了仪器与其他工业标准的关连性极好，重现性<3％。以上仪器是一些将人的心理生理感觉量化的典型例子，表现了测试的客观性与拟人化倾向。
现在，桔皮仪已广泛应用在各汽车制造厂。
三．颜色测量
近年来由于微电子技术的高速发展，测色仪获得了很大的改进，其中分光光度计的结构已相当精密，体积大大缩小，售价也由几年前的4-5万美元降到了1万美元左右。传统的分光光度计由于采用光纤连接的封闭式光学系统组成的精密分光组件；和双光束光路设计等技术，已使仪器发生了根本的变化。现在便携式的分光测色仪可以进人更多的工作环境。使用滤色片的色差计，则改进为用16种滤色片分解光线，经过电脑芯片处理，就可以模拟多种光源照明的色差测量，也可转化用不同的颜色表达体系描述。一些简便结构的色差仪则设计成“笔状”结构，体积更小了。
采用16种不同颜色发光二极管分时照明，高速分时采样的新型分光测色仪，弃用了易受温度和振动影响的光栅组件，不用双光束技术也使仪器的长期稳定性和温度稳定性得到极大提高，重复性一下达到传统仪器0.01△E的最高水平，光源寿命提高了不止十几倍，使用户达到更大的实惠。
色差仪分为d/8（积分球漫射照明/8?位置观察）和45/0(45?园周照明／0?观察)两种光路结构型式。仪器的选用对测量结果和供需之间验收标准的商定影响极大。
配色需要d/8光路、SCI（含光泽）方式，这种仪器设置在SCI方式时光泽改变不大会引起色彩数值的变化。因排除了打样板时光泽变动的干扰，色浆配方的配比调整起来就很方便。另外在光老化试验中，样品表面降解会造成光泽下降很多，使用d/8照明方式测量的色差值是客观的颜色褪色的程度，不受光泽变化干扰。降解程度则用光泽计测量。区分出了颜色变化究竟是颜料变化还是光泽变化引起，故适于研发部门使用。
45/0光路结构的色差仪测试的结果与人眼评估的一致性最好(相当目视比色评估)，用于涂料喷涂完成后的产品色差检验，故适于品管部门使用。
目前的情况普遍是涂料厂将用d/8（SCI）仪器测试的结果传递给喷涂厂，喷涂厂只有选购了同样d/8光路仪器，结果才与涂料制造厂有可比性，但该种仪器测试产品的数据不能分辨光泽变化对目视的影响（如同一块样板，将一半用细砂纸打磨一下，目视两边一定不同，仪器测试△E却不大），即△E很小，但目视感觉色差大。造成喷涂厂的用户也使用d/8光路仪器，并将验收标准△E定的越来越小，却没有抓住要点。如果喷涂厂选购了45/0方式仪器，测试结果又大于接受产品用户定的验收标准△E，因此产生了争议。
因消费者是带着眼睛看产品的，所以45/0方式仪器的测试结果与消费者的感觉接近，适合作为品管用的验收仪器。需要说明的是：对高光泽产品，d/8光路SCE（排除光泽）方式的测量结果与45/0方式是很接近的，也适合作为验收仪器。近年美国Dell公司要求全球电脑制造商改用45/0光路仪器检验出厂电脑，结合目视定出可接受的色差容差范围共同遵守，正是基于对这个问题的认识。
其他常用的基础测量仪器与试验设备
一．涂层厚度测量（膜厚仪）
没有一种表面检测领域里的仪器象涂层测厚仪用得广泛，因为它是多数涂层物理性能测试的基础。而且涂层厚度密切关系施工质量和生产成本，所以厚度既是涂装施工工艺条件的指标，又是施工验收的指标。测厚仪是专门发展的通用型仪器，发展快，竞争激烈。
涂覆层的测量方法因覆/基层组成很复杂，所以大致有近10多种测量原理构成了庞大的膜厚仪家族。
基于磁吸力原理的自动型测厚仪因简单，实用，价廉没有人为误差受到铁基体上覆层测量者的欢迎。
由微电脑控制的磁感应和电涡流原理测厚仪则应用更广，发展最快，主要改进有：
1．测头将两种原理合为一体，自动识别转换，完成对铁基或非铁基上的涂层镀层测厚。
创新采用杆状超硬金属(碳化钨)柱作测量支撑，比较目前大多数探头依赖硬金属如铬镀层作支撑，提供了几乎永不磨损的可修复探头。减轻了用户负担。
2．增加的新统计功能紧紧配合用户提高管理水平的要求。
比如增加了样本变异系数统计值，来描述涂层不均匀性的相对值：Kvar=s／X xl00％ ，s为标准偏差，X为平均中值。工序能力指数：CP=(max-min)／6s，该指数能说明最大厚度差与标准偏差(平均偏差)的关系。给出进一步控制涂装稳定性的工艺指标。还有单测的工序能力指数能说明最大的离散点发生在平均偏差值的哪一侧，以便分析调整工艺。
3．测量速度在连续测量时可达420次/分钟，可进一步满足用户大面积快速获取读数的要求。
二．制膜
为提高制膜工效，除了各种形式的制膜器，还要用到涂膜机，以克服人工制膜厚度不均的困难。涂膜机有真空吸盘将卡纸牢牢地吸在平台上，无级调速的稳速推杆保证制膜时的剪切力不变，重力不变，所以膜很均匀。
三．烘道温度跟踪记录
温度对固化烤漆十分重要。烘道温度记录仪跟被烘产品一同进入烘道，自动对多个表面采样点温度实时记录。该数据经过电脑软件处理，提供了如何改进烘烤过程，调整烘烤工艺及生产线速度的重要信息。被烘工件不用涂装即可反复进入烘道，实物测试，直到各表面点温度曲线调整到满意为止。用软件自动计算的涂料固化指数来控制涂装，可在方便调整工艺，在任务紧时提高温度，提高生产线速度。任务轻时降低生产线速度，降低温度可减少能耗。节约生产成本。
四．户外涂装施工用仪器和标准
大型钢结构涂装是百年大计。钢结构生锈与除锈清理标准，喷丸喷砂粗糙度标准是目视评价的客观依据，国内以前应用很少。施工环境温度，环境湿度，露点温度计算，钢结构表面温度等数据对涂装前处理与整个涂装施工的成败关系很大。针孔检测是涂后检验的工序。涂装工程对外投标中，外方一律要求按国际标准投标，国内的了解程度与备有的仪器与国际标准还有距离。
五．盐雾试验
中性盐雾试验是评定与海洋气氛有密切关系的材料的相关性质的最有效方法，醋酸—盐雾试验（ASS）特别适用于装饰性镀铬。醋酸／铜加速—盐雾试验（CASS）适用于苛刻使用条件下装饰性镀铜/镍/铬或镍/铬镀层和阳极氧化的铝制品的快速检验。国外的产品普遍增加了Prohesion试验程序，即循环干燥+盐雾试验。经验证试验结果更接近真实自然条件试验结果。如果再加上接近100％RH的高湿循环程序，称作CCT的循环盐雾试验箱将是传统箱的换代产品，可以满足如汽车用高防腐材料试验的要求。日本钢铁业采用CTC循环腐蚀装备(CCT+冻冷过程)提供汽车专业钢板耐腐蚀数据。国内武钢技术中心已安装一套，已能与国际接轨。
六．人工气候老化试验
与自然气候老化相比，人工气候老化仅涉及了几个有限的关键因素(太阳光、湿气、热)，这些因素易于控制及强化从而起到加速老化试验的作用，并通过对试验期间及试验结束后的样板的观察来评定其耐候性。曾用炭棒模拟日光的老化试验设备运行费用很高，在工业领域已基本淘汰。后来发展了用氙灯做光源，经过滤光片过滤后，产生于与太阳光谱很接近的人造太阳光光谱，当设置340nm处光谱的照度为0.68W/m2时，相当夏季正午在赤道处太阳光的照度。鉴于日光破坏涂层有机物的能量主要是紫外线，采用紫外冷光源的老化箱如QUV快速老化箱使用的更广泛，这种QUV箱将运行费用降低了几十倍，不过因缺乏可见光部分，QUV不适应考验样板的颜色耐光照测试。
本文试图提出对品种异常繁多的铝型材涂料检测仪器的分类意见，通过简介，让有关人士员提纲挈领地了解这一领域国内外涂料用户常用检测仪器的现状。
本人因对该领域实践研究的时间和水平都有限，错误之处敬请批评和指正。
本文曾承国家涂料质量监督检验中心主任虞亨高工审阅，在此表示由衷地感谢。
