Существует ряд случаев, когда требуется обладать информацией о толщине стенок строительных и технических конструкций, или их покрытий. Самый распространенный вид применения — оценка состояния корпуса автомобиля, или степени износа трубопровода в домашних системах водо- и теплоснабжения. Изменение толщины ЛКП в первом случае, укажет на проводимые ремонты повреждений машины, возникшие при ДТП. Толщина покрытия будет изменяться с повторным окрасом и наложением слоем ниже шпаклевки. Второе упоминание различия значений характеристики, связано с износом системы водоснабжения от времени. Ширина стенок труб постоянно уменьшается, за счет ухода слоев металла из-за его окисления до ржавчины, и последующего вымывания водой. С другой стороны, резко образовавшаяся излишняя плотность, укажет на места текущих, или будущих засоров.
В профессиональном и бытовом плане, для определения параметра, используют электронный прибор — толщиномер. С его помощью выявляется глубина покрытия поверхности материала, его размер оболочки, нарушения внутренней структуры.
Различий в принципах применения измерительных устройств аналогичного плана практически не существует. Единственные нюансы, имеющие значение в приобретении аппарата — точность и материалы, на которые он рассчитан. Если первая характеристика не критична, — от второй может зависеть сфера использования. Предположим, прибор для измерения толщины деревянного бруса, не подойдет к работе с проводящими металлами, а исследующий покрытия бесполезен в определении толщины основы.
Типы толщиномера
От того, на каком принципе и как работает толщиномер — зависит вид материала, способ применения и итоговая точность. Существуют 7 типов технологий измерения, обеспечивающих функциональность прибора:
- Гребенка мокрого слоя. Применяется для определения толщины не отвердевшего лакокрасочного покрытия. Подобный контроль избавляет от последующих проблем с внешним видом поверхности, расслоением краски, позволяет управлять процедурой принудительной сушки. Толщиномер настоящего типа не содержит электронных компонентов и выглядит как гребенка с рисками.
- Электромагнитный. В устройстве применяют две катушки. Одна излучает магнитное волны, вторая меряет остаточную плотность, или разность потенциалов (эффект Холла) наведенного поля от материала, подвергающегося воздействию. На основе полученных сведений микроконтроллер вычисляет толщину. У аппарата подобного типа есть ограничение — его невозможно использовать для немагнитного материала — алюминия, дерева, или пластмассы. Лакокрасочные высохшие покрытия, без металлической подложки, аналогично не дадут требуемой информации чувствительному элементу прибора. Другое дело, когда основанием выступает железо. В таких случаях, аппарат точно определит толщину краски на жести, стали, или ином проводящем металле.
- Ультразвуковой толщиномер. Содержит высокочастотный излучатель акустических волн и их приемник. Работает на основе определения изменения эхо-сигнала от исследуемой поверхности. Аппараты подобного типа универсальны и подходят для любых материалов. Основной их плюс — в возможности оценить внутренние нарушения структуры вещества — любой дефект отобразиться на месте возникновения скачком толщины измеряемой поверхности. Есть устройства ориентированные на измерение основы и отдельно покрытий.
- Использующие вихревые токи. Толщиномер такого типа наводит на проводящий метал высокочастотное магнитное поле (от 100 Гц, до 1 КГц), которое вызывает образование в нем токов Фуко. Последние генерируют противоположные по знаку магнитные поля, мощность которых улавливается чувствительным элементом прибора. Основная ниша использования подобных аппаратов — точное измерение толщины покрытий высоко проводящих металлов — золота, платины, меди, алюминия. Причина в принципе действия прибора. Чем ближе излучатель вихревых токов к поверхности, тем мощнее будут обратные поля, причем разница уловима даже на сотых долях миллиметра. А покрытие, соответственно, не дает возможности приблизить генератор электромагнитных волн вплотную.
- Магнитный толщиномер. Принцип действия основан на силе притяжения двух постоянных магнитов, каждый из которых размещен по обеим сторонам стенок измеряемого материала. Чем больше будет расстояние, тем слабее взаимодействуют между собой элементы устройства, что отмечается на соответствующей шкале. Аппарат имеет ряд ограничений, которые непосредственно связаны с его конструкцией. Первое из которых — измеритель толщины аналогичного вида невозможно использовать для магнитных материалов (к примеру, железа). Другой его минус — конечный период жизни (постоянные магниты со временем теряют силу поля).
- Механический, называемый еще стенкомером. Использует определение положения подвижного рычага в рабочем промежутке прибора. Не очень точен, применяется для измерения толщины различных технических материалов.
- Радиоизотопные и рентгеновские измерители толщины. Основаны на том, что радиоактивные гамма частицы, или рентгеновские лучи, исходящие из одной части прибора, при движении сквозь комбинацию материала покрытия и основы ослабевают, в зависимости от толщины последних. Причем аппарат способен определять характеристику плотности обоих материалов единовременно, за одно измерение. В основном, радиоизотопные и рентгеновские приборы используют во взрывоопасных средах, или для очень точного контроля покрытий. К примеру, алюминиевых и медных, наносимых на текстолит, в проводящих электронных цепях. Главный минус аппаратов подобного типа в их вреде здоровью человека и дороговизне изначальных компонентов — радиоактивных материалов, или рентгеновских ламп.
Существуют толщиномеры, используемые профессионально в лабораториях, которые объединяют несколько из перечисленных принципов работы в одном устройстве.
Исполнения толщиномера
Кроме основы функциональности, толщиномеры разделяют по реализации. Есть отдельные мобильные и независимые приборы в небольшом пластиковом или металлическом корпусе. Сюда относятся измерители любого вида — магнитные, вихревые, ультразвуковые, механические, гребенка, радиоизотопные, рентгеновские, или электромагнитные. Существуют и разного рода приставки к смартфонам или компьютерам, выполняющие аналогичную работу.
Разница между первыми и вторыми — только в конечной цене, причем не факт, что гибридное устройство будет сильно дешевле полнофункционального аппарата.
Отдельно стоят модели толщиномеров, исполняемые на стационарной раме. Их ниша применения — высокоточные исследования, выполняемые на крупных машиностроительных и электротехнических производствах, или в критичных сферах, от которых зависит конечная безопасность финальной продукции.
Использование толщиномера
Принцип применения прибора, измеряющего толщину, зависит от его вида. Перед началом работы нужно изучить инструкцию по использованию конкретного аппарата. Кратко, процедура выглядит следующим образом, в зависимости от вида измерителя:
- Гребенку мокрого слоя прижимают плашмя до упора к окрашенной поверхности и ждут несколько секунд. Следом достают и наблюдают закрытие только тех зубцов каплями жидкости, которые находятся в пределах измеренной толщины покрытия. Рассмотреть подобный случай использования графически можно на примере. Для слоя краски в 100 мкм ее капли останутся только между зубцами на гребенке отмеченными от 25 до 100 мкм:
- Ультразвуковые, с токами Фуко, электромагнитные, некоторые модели применяющие в качестве основы ход постоянного магнита. Аппарат одного из перечисленных видов включают и выставляют режим работы, при помощи органов управления на корпусе устройства. После, плотно прикладывают чувствительную часть прибора к интересующему месту на материале. Сенсор может быть, как раздельным, так и смонтированным непосредственно в корпусе толщиномера. Результат измерений отобразиться на экране.
Некоторые из перечисленных типов толщиномеров требуют предварительной калибровки. Проводиться она с использованием специальных пластин разных материалов и пленки идущей в комплекте с устройством. Процедура выглядит следующим образом: берется установочный шаблон из того металла, для которого планируется выполнять последующие измерения. Под углом в 90° на него ставиться включенный измеритель. При показаниях отличных от «0», производиться его сброс к нормали. Проверка показаний выполняется помещением изолирующей пленки между толщиномером и пластиной-шаблоном. Значения на экране устройства должны быть равны цифрам, указанным на материале. Если они отличаются, повторяют процедуру обнуления.
- Двухкомпонентные — магнитный, радиоизотопный, или рентгеновский толщиномер. Аппарат состоит из двух частей. Одна — излучающая, вторая определяет остаточную силу прошедших сквозь препятствие гамма-излучений, рентгеновских лучей, или полей. В случае радиомера — генерирующая часть может быть выполнена отдельным от аппарата, несвязанным с ним элементом, содержащим контейнер с радиоактивным изотопом. Часто конструкция прибора выполняется на стационарной раме. Аналогична ситуация и для магнитного толщиномера. Отдельный компонент в нем представлен металлом постоянно генерирующем поле воздействия. В обоих случаях, сам измеритель электрически связан только с сенсором определяющим остаточную мощность.
В общем виде, использование приборов подобного типа сводиться к помещению измеряемого объекта между элементами аппарата и обеспечению плотного с ними контакта. Процедура может выполняться, как в ручном, так и автоматическом режиме, в зависимости от модели устройства. На дисплее, или индикаторе будут отображены сведения о толщине проверяемой поверхности. - Механический измеритель представляет собой стальную скобу с подвижным поршнем, называемым еще арретиром. Перед началом работы требуется произвести юстировку устройства. Для чего проверяют показания индикатора на момент нахождения поршня в самой нижней части рабочего хода, когда он соприкасается с пяткой скобы. Если в такой позиции значение, указываемое стрелкой отличается от «0», — поворотом ободка сверху приводят ее в правильную, нейтральную позицию. Нажатием на рычаг, размещенный рядом, или на самом индикаторе, поднимают арретир, помещают между ним и нижней частью исследуемый материал. Отпускают поршень.
Он соприкоснется с верхней стенкой исследуемого объекта, а на шкале будет отображены показания толщиномера. Для получения точных данных, в обязательном порядке, нужно перед началом работы протереть соприкасающиеся поверхности устройства от пыли и абразивных частиц.
Частный случай — автомобиль
Более подробного описания заслуживает использование толщиномера в деле определения состояния корпуса автомобиля. Наверное, это единственный из немногих способов, как проверить попадала ли машина ранее в аварию, при ее покупке.
Для выполнения процедуры достаточно наличия любого толщиномера, рассчитанного на металлические или алюминиевые основания и их лакокрасочные покрытия. Даже самого простого, купленного на торговых площадках Китая.
Основывается способ на том факте, что толщина покрытия с завода, на автомобиле, во всех частях корпуса, приблизительно одинакова, с возможным, но небольшим, повышением в районе лобовых или боковых стекол. Конечно, изначально есть различия плотности, зависящие от места изготовления машины — Европы или Азии, и конечного производителя.
Приблизительная таблица толщин ЛКП автомобиля, по крупнейшим поставщикам:
Если при замерах корпуса и его конструктивных элементов характеристика меняется в разных местах более чем на 40 мкм, — повод поставить под сомнение безаварийность автотранспортного средства.
Резюмируя
Толщиномер — нужное устройство в разных жизненных сферах, от производства продукции, до ее приобретения. Существование различных по типу приборов обеспечивает и отличия в их нише применения, с конечными материалам, для которых они предназначены. Надеемся, что информация статьи даст полное описание того, как пользоваться толщиномером, для чего он может быть нужен в быту и на производстве, а также о существующих технологиях, заложенных в основу прибора.
Загрузка...
