Толщиномер – принцип работы

Верхнее покрытие металла играет огромную роль и защищает его от разрушения, становится барьером между металлом и окружающей средой. Если покрытие истончается или нанесен недостаточный для защиты слой, то это приводит к быстрому образованию коррозии и разрушению элементов конструкции.

Толщиномеры

Толщиномер – это прибор для измерения толщины материала или слоев покрытия с высокой точностью без нарушения целостности самого материала или покрытия.

В зависимости от вида толщиномера, он может измерять такие покрытия как краска, грунтовка, лак, пластмасса, стекло, шпатлевка, ржавчина и другое. Под другими видами покрытия поднимаются любые неметаллические соединения.

Приборы могут использоваться не только специально обученными людьми с инженерным образованием, но и людьми без специальных знаний, некоторые толщиномеры используются людьми в бытовых условиях. Толщиномеры активно используются автолюбителями и автослесарями для понимания состояния кузова автомобиля, а это очень актуально, если совершается покупка автомобиля.

Назначение толщиномера

Приборы для измерения толщины покрытия металла применяются в различных сферах, например, в строительстве, автомобильной промышленности, судостроительстве и др.

Толщиномер – незаменимый прибор в работе экспертов неразрушающего контроля деталей и конструкций, или пользуются страховщики и специалисты по полировке. С помощью приора эти специалисты контролируют качество покрытия.

Существует большое количество видов толщиномеров, подробнее о них мы поговорим дальше в статье, но все они созданы по определенному принципу действия. От того какой принцип работы толщиномер использует, зависит область его применения:

• ультразвуковые – наиболее универсальные приборы работают именно на этом методе, измерение производится с помощью ультразвуковых волн, подходит для измерения толщины практически любого покрытия по керамической поверхности, стальной или пластиковой (не подойдет для замеров по дереву, пенопласту и бумаге);
• электромагнитные – работа приборов основана на измерении магнитного поля материалов, хорошо себя зарекомендовали при работе с черными металлами (железо и его сплавы);
• магнитные – работа основана на силе воздействия постоянного магнита на магнитное основание, рекомендуется такие приборы использовать для измерения толщины немагнитных покрытий (лакокраска, порошки, пластик);
• вихретоковые – измерение производится на основе данных магнитного поля, эффективны для измерения толщины покрытий, которые не проводят ток на металлах, которые хорошо проводят токи (лучший вариант для измерения толщины покрытий из алюминия и меди).

Для измерения толщины мокрого покрытия сразу после его нанесения применяются специальные бесконтактные толщиномеры. Принцип их работы основан на методе активного термического сдвига. Данные приборы могут измерить толщину покрытия на расстоянии до полуметра.

Характеристики прибора

Абсолютное большинство толщиномеров очень легки в использовании, имеют простую конструкцию, небольшой размер и понятный интерфейс. Современные устройства в большинстве своем электронные и состоят из измерительного блока с датчика. Датчик выполняется максимально небольшого размера, чтобы им можно было пользоваться в ограниченном пространстве. Так как устройство электронное, то его работа производится на электрическом заряде. В качестве источника энергии выступает аккумулятор или батареи. Батарейки необходимо менять на новые после выхода их из строя, к аккумулятору идет блок для зарядки.

Поступающая на толщиномер информация отражается понятным языком на дисплее, на нем же можно устанавливать настройки и управлять замерами.

Размер и вес

Производители стараются выпускать модели в максимальном легком корпусе небольшого размера. Вес большинства приборов колеблется между 0,1-0,5 кг, но могут встречаться устройства с весом около 1-1,5 кг, они имеют большой внутренний функционал. Средний размер по ширине около 20 см, по длине 30 см. Обязательно нахождение дисплея для обработки результатов, он может иметь любой вид и находится в любой части устройства. Модели могут быть выполнены в стандартной прямоугольной форме, вытянутой или в форме пистолета. Главное правила – удобство использования и компактность.

Материал

Так как большинство толщиномеров используется на производстве, то корпус должен быть ударопрочным. Наиболее популярное решение – ударопрочный пластик, он легкий и прочный. Так же корпус оснащается резиновыми вставками, чтобы не скользил в руках специалиста. В комплекте к некоторым моделям идут специальные чехлы, которые защищают устройство от внешнего воздействия, пыли и грязи.

Если прибор не электронный, а механический, то отдельные его детали выполняются из металла, керамики или твердых сплавов.

Диапазон измерений

Диапазон измерений зависит от назначения толщиномера и принципа его работы. Поэтому при покупке прибора необходимо четко понимать, где он будет использоваться и с какими целями. Диапазон измерений в зависимости от устройства:

• портативные цифровые модели – максимальное измерение 3мм;
• ручные механические модели – от 0 до 10мм;
• ультразвуковые модели – от 0 до 300мм.

В среднем измерение приборов производится за 2-6 секунды.

Точность измерения и погрешности

Погрешность прибора – одна из важнейших его характеристик. Наиболее точными считаются ультразвуковые устройства с погрешностью в 1%, остальные толщиномеры имеют погрешность не более 3%.

Основные правила калибровки

Настройка прибора обязательна перед каждым измерением, процесс настройки зависит от модели толщиномера и отражен в инструкции. В большинстве моделей калибровка выглядит так:

• установка нулевых значений;
• настройка точности.

Большинство современных приборов имеют автоматическую калибровку, что повышает качество измерений.

Дополнительные функции

Профессиональное оборудование имеют массу полезных функций для проведения контроля и самих измерений:

• подсветка для улучшения видимости в малоосвещенных пространствах;
• крупные дисплеи с современными экранами;
• функция автоматического прекращения работы для экономии заряда;
• дополнительные входные порты для сопряжения с компьютером;
• возможность использования карт памяти для сохранения результатов;
• функция автоматического определения материала под покрытием;
• автоматическая настройка и калибровка;
• графическое отображение данных и др.

Популярные виды толщиномеров

Мы поняли для чего нужен толщиномер и его основные принципы работы, рассмотрим наиболее популярные виды по возможности работы и по принципу действия.

Виды по возможности работы

Механический

Простой толщиномер для измерения толщины листовых материалов в статическом и подвижном состоянии. Для его применения необходимо иметь доступ к обеим сторонам, что значительно сужает область применения. Стоимость такого изделия колеблется в пределах 5-50 тыс. руб.

Профессиональный

Устройства данного типа имеют в себе множество дополнительных функций, маленький процент погрешности. Профессиональные приборы могут быть контактными (необходимо соприкосновение прибора и поверхности) и бесконтактные (может быть зазор между прибором и поверхностью, величина зазора зависит от характеристик модели). Бесконтактное использование очень удобно при контроле труднодоступных мест. Стоимость таких устройств достигает сотен тысяч рублей.

Бытовой

Домашний толщиномер для измерения лакокрасочного покрытия на автомобилях и простых конструкциях. Имеет невысокую стоимость и большой процент погрешности, которая увеличивается из-за использования непрофессионалами. Имеет различные модификации и доступен большинству граждан.

Виды по принципу действия

Опишем наиболее популярные сегодня модели по принципу действия.

Ультразвуковой

Простой прибор, испускающий волны определенной длины с помощью специального щупа, который соединяется с основным блоком с помощью провода. Как упоминали раньше, он наиболее популярный и универсальный, в зависимости от дополнительных функций его стоимость колеблется в пределах 3-50 тыс.руб.

Электромагнитный и электромагнитно-акустический

В основе электромагнитного устройства лежит специальный стержень с катушкой, с помощью ферромагнитного стержня возбуждается магнитное поле. В устройстве электромагнитно-акустическом присутствует электромагнитный преобразователь.

Электромагнитно-акустические устройства относительно новы в индустрии и имеют сложную структуру, стоимость таких приборов колеблется, но не превышает 300 тыс. руб. Обычный электромагнитный толщиномер имеет минимальную стоимость в 5 тыс. руб.

Магнитный

Удобное устройство, часто выполняется в форме карандаша с металлическими наконечником, который прикладывается к измеряемой поверхности. Замер покрытия производится засчет взаимодействия металла под покрытием и самого прибора. Очень простой в использовании толщиномер, имеет маленький размер и простой интерфейс, стоимость его не превышает 5 тыс.руб, однако существуют и более сложные модели, работающие по данному принципу и их цена может достигать 50-60 тыс.руб.

Комбинированный

Данные устройства, толщиномеры, сочетают в себе определение толщины с помощью вихревых токов и магнитного поля. Модели эти не слишком дорогие, их средняя стоимость 10 тыс.руб, однако они очень полезны и могут определять толщины на черных и цветных металлах.

Другие толщиномеры

Кроме перечисленных выше полезны будут стационарные толщиномеры:

• лазерные – применяются в случаях, когда необходимо определить толщину полосы какого-либо плоского изделия, измерение производится бесконтактным методом;
• радиоизотопные и рентгенофлуоресцентные – метод бесконтактный, однако требует подготовки и специальной защиты человека в момент проведения измерения.

Также существуют устройства для определения толщин только на определенных материалах, например, бетоне, бумаге, картоне, текстиле.

Выводы

Мы определили принципы работы разных толщиномеров (звуковой, магнитный, вихретоковый и др.). Они очень помогают определить качество продукции, эксплуатационные характеристики и степень износа какого-либо изделия или конструкции. Для получения точных результатов и правильной их интерпретации лучше, если замеры будут проводиться профессионалами с помощью качественного устройства с правильной калибровкой.