Metoda badań nieniszczących i pomiar grubości powłok
Nieniszcząca metoda badań i zasada działania miernika grubości powłoki: Miernik grubości powłoki jest obiecującym tematem, który jest kompleksowy w teorii i przywiązuje dużą wagę do praktycznych powiązań z rzeczywistym pomiarem. Obejmuje wiele aspektów, takich jak właściwości fizyczne materiałów, projekt produktu, proces produkcyjny, mechanika pękania i obliczenia metodą elementów skończonych.
W przemyśle chemicznym, elektronicznym, elektroenergetycznym, metalowym i innych gałęziach przemysłu, w celu uzyskania ochrony lub dekoracji różnych materiałów, zwykle stosuje się takie metody, jak natryskiwanie powłok z metali nieżelaznych, fosforanowanie i utlenianie anodowe, dzięki czemu powłoki pojawiają się galwanizacje, powłoki itp. Warstwy, laminaty lub folie generowane chemicznie nazywamy je „okładzinami”.
Pomiar grubości okładziny stał się najważniejszym procesem niezbędnym dla użytkowników z branży obróbki metali do kontroli jakości wyrobów gotowych. Jest to niezbędny środek, aby produkty spełniały normy bezpieczeństwa. Obecnie grubość powłoki jest ogólnie mierzona zgodnie z ujednoliconym międzynarodowym standardem w kraju i za granicą. Wraz ze stopniowym postępem badań właściwości fizycznych materiałów coraz większego znaczenia nabiera dobór metod i przyrządów do badań nieniszczących powłok.
Nieniszczące metody testowania powłok obejmują głównie: metodę cięcia klinowego, metodę przekroju optycznego, metodę elektrolizy, metodę pomiaru różnicy grubości, metodę ważenia, metodę fluorescencji rentgenowskiej, metodę odbicia promienia, metodę pojemności, metodę pomiaru magnetycznego i prąd wirowy prawa pomiarowego itp. Z wyjątkiem ostatnich pięciu metod, większość z tych metod spowoduje uszkodzenie produktu lub jego powierzchni. Są to badania niszczące, a metody pomiarowe są uciążliwe i powolne i nadają się głównie do kontroli wyrywkowej.
Reflektometria rentgenowska i rentgenowska może być wykorzystywana do pomiarów bezkontaktowych i nieniszczących, jednak urządzenie jest skomplikowane i drogie, a zakres pomiarowy niewielki. Ze względu na radioaktywne źródło użytkownik musi przestrzegać przepisów dotyczących ochrony przed promieniowaniem i jest to powszechnie używane do pomiaru grubości każdej warstwy powłoki metalowej.
Metodę pojemnościową stosuje się zasadniczo tylko do badania grubości powłoki izolacyjnej bardzo cienkich przewodników.
Metoda pomiaru magnetycznego i metoda pomiaru prądów wirowych, wraz ze wzrostem postępu technologicznego, zwłaszcza po wprowadzeniu technologii mikroprocesorowej w ostatnich latach, miernik grubości zrobił duży krok w kierunku miniaturowych, inteligentnych, wielofunkcyjnych, precyzyjnych i praktycznych aspektów . Rozdzielczość pomiaru osiągnęła 0,1 μm, a dokładność może sięgać 1 procenta. Charakteryzuje się również szerokim zakresem zastosowań, szerokim zakresem pomiarowym, łatwą obsługą i niską ceną. Jest to najczęściej stosowany instrument w przemyśle i badaniach naukowych.
Nieniszcząca metoda testowania służy do pomiaru grubości bez uszkadzania powłoki lub podłoża, a prędkość testowania jest duża, dzięki czemu można ekonomicznie przeprowadzić dużą ilość prac testowych. Poniżej przedstawiono kilka konwencjonalnych metod pomiaru grubości.
1. Zasada działania miernika grubości przyciągania magnetycznego
Grubość okładziny można zmierzyć, wykorzystując siłę przyciągania między sondą magnetyczną a magnetycznym materiałem stalowym w określonej proporcji do odległości między nimi. Ta odległość jest grubością okładziny, tak długo, jak przenikalność magnetyczna okładziny i materiału podstawowego Różnica jest wystarczająco duża, aby ją zmierzyć. Ze względu na fakt, że większość produktów przemysłowych jest tłoczona i formowana ze stali konstrukcyjnej i walcowanych na gorąco blach stalowych walcowanych na zimno, najczęściej stosowane są grubościomierze magnetyczne. Podstawową konstrukcję przyrządu pomiarowego stanowi stal magnetyczna, sprężyna naciągowa, skala i mechanizm samozatrzymujący. Kiedy stal magnetyczna jest przyciągana do badanego przedmiotu, sprężyna stopniowo się wydłuża, a napięcie stopniowo rośnie. Kiedy siła rozciągania stali jest większa niż siła ssania, a stal magnetyczna jest oddzielona, zanotuj wielkość siły ciągnącej, aby uzyskać grubość powłoki. Ogólnie rzecz biorąc, różne modele mają różne zakresy pomiarowe i odpowiednie okazje. Przy kącie około 350o skala może wskazywać grubość powłoki wynoszącą 0~100μm; 0 ~ 1000μm; 0 ~ 5 mm itp., A dokładność może osiągnąć ponad 5 procent, co może spełnić ogólne wymagania zastosowań przemysłowych. Przyrząd ten charakteryzuje się prostą obsługą, dużą wytrzymałością, brakiem konieczności zasilania i kalibracji przed pomiarem oraz niską ceną, co bardzo dobrze sprawdza się przy kontroli jakości na miejscu w warsztatach.
2. Miernik grubości zasady indukcji magnetycznej
Zasada indukcji magnetycznej polega na wykorzystaniu strumienia magnetycznego wpływającego do żelaznego podłoża przez powłokę nieferromagnetyczną do pomiaru grubości powłoki. Im grubsza powłoka, tym mniejszy strumień magnetyczny. Ponieważ jest to instrument elektroniczny, jest łatwy do kalibracji i może realizować wiele funkcji, rozszerzać zakres pomiarowy i poprawiać dokładność. Ponieważ warunki testowe można znacznie zmniejszyć, ma on szerszy zakres zastosowań niż typ ssania magnetycznego.
Kiedy sonda z cewką wokół rdzenia z miękkiego żelaza zostanie umieszczona na badanym obiekcie, przyrząd automatycznie wyprowadzi prąd testowy, wielkość strumienia magnetycznego wpłynie na wielkość indukowanej siły elektromotorycznej, a przyrząd wzmocni się sygnał wskazujący grubość powłoki. Wczesne produkty były wskazywane przez głowicę miernika, a dokładność i powtarzalność nie były dobre. Później opracowano typ wyświetlacza cyfrowego, a projekt obwodu stawał się coraz doskonalszy. W ostatnich latach wprowadzono najnowsze technologie, takie jak technologia mikroprocesorowa, przełącznik elektroniczny i stabilizacja częstotliwości, a różne produkty pojawiały się jeden po drugim. Dokładność została znacznie poprawiona, osiągając 1 procent, a rozdzielczość osiągnęła 0,1 μm. Stal miękka jest używana jako rdzeń magnetyczny, a częstotliwość prądu cewki nie jest wysoka, aby zmniejszyć wpływ efektu prądu wirowego. Sonda posiada funkcję kompensacji temperatury. Ponieważ przyrząd jest inteligentny, może identyfikować różne sondy, współpracować z różnymi programami i automatycznie zmieniać prąd i częstotliwość sondy. Jeden instrument może być używany z wieloma sondami lub ten sam instrument może być używany. Można powiedzieć, że instrumenty nadające się do produkcji przemysłowej i badań naukowych osiągnęły bardzo praktyczny etap.
