O zasadzie działania miernika grubości powłoki
Wraz z rozwojem technologii, zwłaszcza po wprowadzeniu technologii mikrokomputerowej w ostatnich latach, grubościomierz wykorzystujący metodę magnetyczną i metodę prądów wirowych zrobił duży krok w kierunku miniaturyzacji, inteligencji, wielofunkcyjności, wysokiej precyzji i praktyczności. Rozdzielczość pomiaru osiągnęła 0,1 mikrona, a dokładność może osiągnąć 1 procent, co znacznie się poprawiło. Posiada szerokie zastosowanie, szeroki zakres pomiarowy, wygodną obsługę oraz niską cenę. Jest to najczęściej stosowany przyrząd do pomiaru grubości w przemyśle i badaniach naukowych.
Metoda nieniszcząca nie uszkadza powłoki ani podłoża, szybkość wykrywania jest duża, a duża ilość prac inspekcyjnych może być przeprowadzona ekonomicznie. Zasady i przyrządy pomiarowe
1. Zasada pomiaru siły przyciągania magnetycznego i grubościomierza * Wielkość siły przyciągania między magnesem (sondą) a magnetycznie przewodzącą stalą jest proporcjonalna do odległości między nimi, czyli grubości powłoki. Korzystając z tej zasady do wykonania miernika grubości, o ile różnica przenikalności magnetycznej między powłoką a podłożem jest wystarczająco duża, można ją zmierzyć. Biorąc pod uwagę, że większość produktów przemysłowych jest tłoczona i formowana ze stali konstrukcyjnej oraz blach walcowanych na gorąco i na zimno, najczęściej stosowane są grubościomierze magnetyczne. Podstawowa konstrukcja grubościomierza składa się ze stali magnetycznej, sprężyny przekaźnikowej, skali i mechanizmu samozatrzymującego. Po przyciągnięciu magnesu i mierzonego przedmiotu sprężyna pomiarowa jest stopniowo wydłużana, a siła ciągnąca stopniowo zwiększana. Gdy siła ciągnąca jest tylko większa od siły ssącej, grubość powłoki można uzyskać rejestrując siłę ciągnącą w momencie oddzielenia stali magnetycznej. Nowsze produkty mogą zautomatyzować ten proces rejestrowania. Różne modele mają różne zakresy i odpowiednie okazje.
Przyrząd charakteryzuje się prostą obsługą, solidnością, brakiem zasilania, kalibracją przed pomiarem oraz niską ceną, co czyni go idealnym do kontroli jakości na miejscu w warsztatach.
2. Zasada pomiaru indukcji magnetycznej Korzystając z zasady indukcji magnetycznej, grubość powłoki mierzy się wielkością strumienia magnetycznego wpływającego do podłoża ferromagnetycznego z sondy przez powłokę nieferromagnetyczną. Wielkość odpowiedniego magnetooporu można również zmierzyć, aby wskazać grubość powłoki. Im grubsza powłoka, tym większy opór magnetyczny i mniejszy strumień magnetyczny. Grubościomierz wykorzystujący zasadę indukcji magnetycznej może w zasadzie mieć grubość niemagnetycznej powłoki przewodzącej na podłożu przewodzącym pole magnetyczne. Zasadniczo wymagana jest przenikalność magnetyczna podłoża powyżej 500. Jeśli materiał okładziny jest również magnetyczny, wymaga to odpowiednio dużej różnicy w przepuszczalności materiału podstawowego (np. niklowanie stali). Gdy sonda z cewką z miękkim rdzeniem zostanie umieszczona na badanej próbce, przyrząd automatycznie wyprowadza prąd testowy lub sygnał testowy. Wczesne produkty wykorzystywały wskaźniki do pomiaru wielkości indukowanej siły elektromotorycznej, która wzmacniała sygnał, a następnie wskazywała grubość powłoki. W ostatnich latach do projektowania obwodów wprowadzono nowe technologie, takie jak stabilizacja częstotliwości, blokowanie fazy, kompensacja temperatury, a sygnał pomiarowy jest modulowany przez magnetoopór. Zastosowano również zaprojektowany układ scalony oraz wprowadzono mikrokomputer, co znacznie poprawiło dokładność i powtarzalność pomiarów (prawie o rząd wielkości). Rozdzielczość nowoczesnych mierników grubości z indukcją magnetyczną może osiągnąć 0,1 um, dopuszczalny błąd może osiągnąć 1 procent, a zakres może osiągnąć 10 mm. Miernik grubości na zasadzie magnetycznej może być używany do pomiaru warstwy farby na powierzchni stali, warstwy ochronnej porcelany i emalii, powłoki z tworzywa sztucznego i gumy, różnych powłok z metali nieżelaznych, w tym niklowo-chromowych i różnych warstw antykorozyjnych . Powłoki dla przemysłu chemicznego i naftowego. .
3. Zasada pomiaru prądów wirowych
Sygnał AC o wysokiej częstotliwości wytwarza pole elektromagnetyczne w cewce sondy, które wytwarza prądy wirowe w sondzie, gdy sonda zbliża się do przewodnika. Im bliżej sondy znajduje się przewodzące podłoże, tym większe są prądy wirowe i większa impedancja odbita. Ten efekt sprzężenia zwrotnego charakteryzuje odległość między sondą a przewodzącym podłożem, to znaczy grubość nieprzewodzącej powłoki na przewodzącym podłożu. Ponieważ sondy te są przeznaczone do pomiaru grubości powłoki na nieferromagnetycznych podłożach metalowych, są często określane jako sondy niemagnetyczne. Sondy niemagnetyczne wykorzystują materiały o wysokiej częstotliwości na rdzeń cewki, takie jak stopy platyny i niklu lub inne nowe materiały. W porównaniu z zasadą indukcji magnetycznej główna różnica polega na tym, że sonda jest inna, częstotliwość sygnału jest inna, a rozmiar i proporcja sygnału są różne. Podobnie jak grubościomierz z indukcją magnetyczną, grubościomierz wiroprądowy również osiąga wysoką rozdzielczość 0,1 μm, dopuszczalny błąd 1 procent i zakres 10 mm. Miernik grubości wykorzystujący zasadę prądów wirowych może zasadniczo mierzyć powłoki nieprzewodzące na wszystkich przewodnikach, takie jak farby, powłoki z tworzyw sztucznych i folie anodowane na powierzchniach produktów aluminiowych, takich jak promy kosmiczne, pojazdy, sprzęt gospodarstwa domowego, drzwi i okna ze stopów aluminium . Materiał okładziny ma określoną przewodność, którą można również zmierzyć za pomocą kalibracji, ale stosunek przewodności tych dwóch musi być co najmniej 3-5 razy inny (np. chromowanie na miedzi). Chociaż podłoże stalowe jest również wskazówką, do takich zadań bardziej odpowiednie jest wykorzystanie zasady magnetycznej do pomiaru.
