Jakie są metody wykrywania przy pomiarze grubości powłoki(1)

Miernik grubości powłoki jest ważnym parametrem procesu i odgrywa ważną rolę w jakości produktu, kontroli procesu i kontroli kosztów. Obecnie technicy mogą korzystać z wielu różnych przyrządów i metod pomiaru grubości powłoki lub folii. Przy wyborze najodpowiedniejszej metody pomiaru należy wziąć pod uwagę wiele czynników, w tym rodzaj powłoki, materiał podłoża, zakres grubości powłoki, kształt i rozmiar urządzenia do testów podwodnych oraz koszt pomiaru.

Techniki pomiaru grubości powłok zazwyczaj obejmują nieniszczące metody pomiarowe, takie jak pomiar magnetyczny, pomiar prądów wirowych, pomiar ultradźwiękowy i pomiar mikrometryczny; ponadto niszczące metody pomiarowe, takie jak pomiar przekrojów poprzecznych i analiza grawimetryczna. W przypadku powłok proszkowych i płynnych można zastosować skuteczne metody pomiaru grubości warstwy przed suszeniem i utwardzeniem. Przyjrzyjmy się powszechnie stosowanym nieniszczącym przyrządom i metodom pomiarowym.

2, zasada działania
Grubościomierze magnetyczne wykorzystują najczęściej jedną z dwóch zasad działania: rozciąganie magnetyczne lub indukcję magnetyczną/elektromagnetyczną.

(1) Magnetyczny miernik grubości przy rozciąganiu
Magnetyczny miernik grubości przy rozciąganiu jest używany głównie do pomiaru magnesu stałego, sprężyny kalibracyjnej i skali. Przyciąganie między magnesem a stalową matrycą magnetyczną przyciąga te dwa elementy do siebie, a wraz ze wzrostem grubości powłoki magnes staje się łatwiejszy do wyciągnięcia. Dlatego miernik grubości blachy aluminiowej jest określany głównie na podstawie siły ciągnienia. Cieńsze powłoki mają na ogół większe przyciąganie magnetyczne, podczas gdy grubsze powłoki mają stosunkowo mniejsze przyciąganie magnetyczne. Magnetyczne mierniki grubości do rozciągania są bardzo czułe i pozwalają na pomiar chropowatości powierzchni, krzywizny, grubości podłoża i składu stopów metali. Grubościomierze magnetyczne są wytrzymałe, proste, niedrogie i przenośne, zwykle nie wymagają regulacji kalibracyjnych. Jeśli podczas produkcji wymagana jest tylko niewielka ilość odczytów, będą one dobrym, niedrogim rozwiązaniem pomiarowym. Mierniki grubości do rozciągania mają zwykle postać ołówka lub tarczy typu rollback. Model ołówkowy wykorzystuje magnes zamontowany na sprężynie śrubowej (prostopadle do powierzchni powłoki).

Większość ołówkowych mierników rozciągania wykorzystuje większe magnesy i jest specjalnie zaprojektowana do pracy tylko w jednym lub dwóch miejscach, które uzupełniają niektóre efekty grawitacji. Dzięki zastosowaniu małego, precyzyjnego magnesu można go przekształcić w dokładniejszą wersję do pomiaru małych lub trudno dostępnych powierzchni. Potrójny wskaźnik zapewnia dokładność pomiaru przy wskazaniu miernika w dół, w górę lub z tolerancją poziomą ±10%.

Typ tarczy jest najpowszechniejszą formą magnetycznego miernika grubości rozciągania. Magnes jest przymocowany do jednego końca obrotowego ramienia równoważącego i przymocowany do skalibrowanej sprężyny równoważącej. Obracając tarczę palcem, sprężyna zwiększa siłę działającą na magnes i wyciąga go z powierzchni. Manometry te są łatwe w obsłudze i posiadają ramię równoważące, które pozwala na pracę w dowolnej pozycji, niezależnie od grawitacji. Ponadto są równie bezpieczne w użyciu w środowiskach zagrożonych wybuchem, a wykonawcy powłok stosują więcej operacji malowania proszkowego z odchyleniami pomiarowymi około ± 5%.

(2) Grubościomierz magnetyczny/indukcyjny elektromagnetyczny

Miernik grubości z indukcją magnetyczną wykorzystuje magnes trwały jako źródło pola magnetycznego i generator efektu Halla lub rezystor magnetorezystancyjny do wykrywania gęstości strumienia magnetycznego na biegunie magnetycznym magnesu. Miernik grubości z indukcją elektromagnetyczną wykorzystuje zmienne pole magnetyczne i miękki pręt ferromagnetyczny nawinięty cienką cewką do generowania pola magnetycznego. Druga cewka służy do wykrywania zmian strumienia magnetycznego. Te przyrządy elektroniczne są skuteczne w pomiarze zmian gęstości strumienia magnetycznego na powierzchniach stalowych w pobliżu powierzchni sondy magnetycznej. Wielkość gęstości strumienia magnetycznego na powierzchni sondy jest bezpośrednio powiązana z odległością od podłoża stalowego. Dlatego mierząc gęstość strumienia magnetycznego, można określić grubość powłoki.

Te elektroniczne mierniki elektromagnetyczne są dostępne w wielu kształtach i rozmiarach. Zwykle używają sondy stałego ciśnienia, aby zapewnić dane, które nie są subiektywne dla operatora, a odczyty pomiarów są wyraźnie wyświetlane na wyświetlaczu ciekłokrystalicznym (LCD). Mogą zapisać pomiary lub przeprowadzić natychmiastową analizę odczytów i przesłać wyniki do drukarki w celu dalszej kontroli. Odchylenie pomiaru tego przyrządu wynosi zazwyczaj około ±1%. W celu uzyskania dokładniejszych pomiarów operator powinien dokładnie przestrzegać instrukcji producenta. Metody badawcze mogą odnosić się do norm międzynarodowych, takich jak D7091, ISO 2178 i ISO 2808.