Про принцип роботи товщиноміра покриття
З розвитком технологій, особливо після впровадження мікрокомп’ютерних технологій в останні роки, вимірювач товщини з використанням магнітного методу та методу вихрових струмів зробив великий крок у напрямку мініатюризації, інтелекту, багатофункціональності, високої точності та практичності. Роздільна здатність вимірювання досягла 0.1 мікрона, а точність може досягати 1 відсотка, що було значно покращено. Має широку сферу застосування, широкий діапазон вимірювань, зручність експлуатації та низьку ціну. Це найбільш широко використовуваний прилад для вимірювання товщини в промисловості та наукових дослідженнях.
Неруйнівний метод не пошкоджує ні покриття, ні підкладку, швидкість виявлення висока, а великий обсяг перевірочних робіт можна провести економічно. Принципи вимірювання та інструменти
1. Принцип вимірювання сили магнітного притягання та товщиномір * Величина сили притягання між магнітом (зондом) і магнітопровідною сталлю пропорційна відстані між ними, тобто товщині покриття. Використовуючи цей принцип для виготовлення товщиноміра, якщо різниця магнітної проникності між покриттям і підкладкою достатньо велика, її можна виміряти. Враховуючи, що більшість промислових виробів штампують і формують із конструкційної сталі, гаряче- і холоднокатаного листа, найбільшого поширення набули магнітні товщиноміри. Основна структура товщиноміра складається з магнітної сталі, релейної пружини, шкали та механізму самозупинки. Після притягнення магніту та об’єкта вимірювання вимірювальна пружина поступово подовжується, а тягова сила поступово збільшується. Коли сила витягування трохи перевищує силу всмоктування, товщину покриття можна отримати, реєструючи силу витягування в момент відділення магнітної сталі. Новіші продукти можуть автоматизувати цей процес реєстрації. Різні моделі мають різний діапазон і застосовні випадки.
Прилад відрізняється простотою експлуатації, надійністю, відсутністю джерела живлення, калібрування перед вимірюванням і низькою ціною, що робить його ідеальним для контролю якості на місці в майстернях.
2. Принцип вимірювання магнітної індукції. При використанні принципу магнітної індукції товщина покриття вимірюється величиною магнітного потоку, що надходить у феромагнітну підкладку від зонда через неферомагнітне покриття. Величина відповідного магнітоопору також може бути виміряна для визначення товщини покриття. Чим товще покриття, тим вище магнітний опір і менший магнітний потік. Товщиномір, що використовує принцип магнітної індукції, в принципі може мати товщину немагнітного провідного покриття на магнітопровідній підкладці. Як правило, магнітна проникність субстрату повинна бути вище 500. Якщо матеріал оболонки також є магнітним, він вимагає досить великої різниці в проникності від основного матеріалу (наприклад, нікелювання на сталі). Коли зонд із котушкою з м’яким сердечником поміщається на зразок, що підлягає тестуванню, прилад автоматично виводить тестовий струм або тестовий сигнал. У ранніх продуктах використовувалися стрілочні датчики для вимірювання величини індукованої електрорушійної сили, яка посилювала сигнал, а потім показувала товщину покриття. Останніми роками в схемотехніці були впроваджені нові технології, такі як стабілізація частоти, фазова синхронізація та температурна компенсація, а сигнал вимірювання модулюється магнітоопором. Було також прийнято розроблену інтегральну схему та впроваджено мікрокомп’ютер, що значно підвищило точність вимірювання та відтворюваність (майже на порядок). Роздільна здатність сучасних товщиномірів магнітної індукції може досягати 0,1 мкм, допустима похибка може досягати 1 відсотка, а діапазон може досягати 10 мм. Товщиномір на магнітному принципі можна використовувати для вимірювання шару фарби на сталевій поверхні, захисного шару порцеляни та емалі, покриття з пластику та гуми, різних покриттів з кольорових металів, включаючи нікель-хром, і різних антикорозійних шарів. . Покриття для хімічної та нафтової промисловості. .
3. Принцип вимірювання вихрових струмів
Високочастотний сигнал змінного струму створює електромагнітне поле в котушці зонда, яке створює вихрові струми в зонді, коли зонд наближається до провідника. Чим ближче зонд до провідної підкладки, тим більші вихрові струми та більший відбитий опір. Цей ефект зворотного зв'язку характеризує відстань між зондом і провідною підкладкою, тобто товщину непровідного покриття на провідній підкладці. Оскільки ці зонди призначені для вимірювання товщини покриття на неферомагнітних металевих підкладках, їх часто називають немагнітними зондами. У немагнітних датчиках для сердечника котушки використовуються високочастотні матеріали, наприклад платинонікелеві сплави або інші нові матеріали. Порівняно з принципом магнітної індукції основна відмінність полягає в тому, що зонд інший, частота сигналу інша, а також розмір і пропорція сигналу різні. Як і товщиномір магнітної індукції, вихровий товщиномір також забезпечує високу роздільну здатність 0.1 мкм, допустиму похибку 1 відсоток і діапазон 10 мм. Товщиномір, що використовує принцип вихрових струмів, може в принципі вимірювати непровідні покриття на всіх провідниках, такі як фарби, пластикові покриття та анодовані плівки на поверхнях алюмінієвих виробів, таких як космічні човники, транспортні засоби, побутова техніка, двері та вікна з алюмінієвого сплаву. . Матеріал оболонки має певну провідність, яку також можна виміряти за допомогою калібрування, але співвідношення провідності обох має відрізнятися принаймні в 3-5 разів (наприклад, хромування міді). Хоча сталевий субстрат також є орієнтиром, для таких завдань більш підходить використання магнітного принципу вимірювання.
