Товщиномір – різновиди та застосування

Існує вид вимірювань, який провести без спеціальних приладів дуже важко. Йдеться про товщину фарби. І допомогти у цьому може товщиномір.

Але в чому власне проблема? Це відбувається з кількох причин.

  1. Надто мала товщина. Соті частки міліметра. Жодними механічними інструментами такий тонкий шар виміряти неможливо. Теоретично можна зробити зріз зразка, помістити його під мікроскоп. Але скільки це буде коштувати, як це буде швидко і наскільки реально використовуватися цей метод як кажуть у польових умовах? Відповіді зрозумілі. Дорого, довго і, наприклад, на автомобільному ринку, де потрібно перевірити лакофарбове покриття, це 100% не реально. Крім того, є наступний пункт.
  2. Потрібно без пошкодження. Знову ж таки, якщо йдеться про купівлю б/у авто, ніхто колупати фарбу не дасть. Потрібен результат, щоб той же капот або двері в якому стані були, в такому повинні залишитися.

Хоча чому ми говоримо тільки про фарбу? Це може бути лак і напилення і гальванічне покриття. А підкладка може бути як металевою, так з пластмаси і навіть дерева.
Варіантів багато, а завдання залишається одне – виміряти товщину лкп (лакофарбового покриття). Відповідно нам потрібно розглянути –

Види товщиномірів

Ультразвукові

Принцип їхньої дії простий і зрозумілий. Сигнал проходить через покриття, відбивається від металевої підкладки та повертається назад. Якщо швидкість імпульсу відома та виміряти час, відстань обчислюється елементарно. Зрозуміло, що без швидкодіючої електроніки тут не обійтись, оскільки час проходження імпульсів обчислюється мікросекундами. Сигнал надходить у датчик, товщиномір переводить його в цифру та відображає на дисплеї.

На все знадобиться 1-2 секунди. Ось це справді ідеальний результат. Ці прилади підходять для широкого спектру покриттів: лакових, ґрунтовки, нанесеної емалі, шпаклівки.
Тут зазначимо і перший недолік. Втім, він не завжди є таким. Наприклад, якщо перевіряти авто на предмет пофарбованих місць після аварії (корозії, заміни кузовних деталей), то ці види товщиномірів “просвітять” все до металу. І вичленувати саме шар фарби (верхній, а може середній) неможливо. Пристрій порахує все. З іншого боку, саме цей результат (сумарний) нам і потрібен. Якщо грунтовка дасть кілька додаткових сотих мм плюс фарба, значить є привід задуматися. Так як спочатку на заводі, зробити вкрай складно, а значить за допомогою товщиноміра фарби, можна з'ясувати, що нам підсовують мотлох.
До речі, якщо говорити про вимірювання товщин за допомогою генерації УЗ-хвиль, то цей метод знайшов широке застосування в ультразвуковій дефектоскопії на виробництві (виявленні прихованих порожнин, раковин), при вимірюванні товщини труб, деталей машин із чорних та кольорових металів, стін котлів, балонів, обшивок та інших виробів тощо. У цьому разі діапазон дії приладу сягає десятків сантиметрів.
Це безперечні плюси.
Але заради справедливості відзначимо і другий мінус. Хоча знову ж таки, це як подивитися. Іноді коректніше сказати: кожному товщиноміру лкп – своя сфера застосування.
Так ось, ми весь час говорили про металеву підкладку (наприклад, метал автомобільного крила). Також добре прилад “виправляється” зі склом, керамікою, пластмасою, скловолоконними плитами. А ось з деревиною або бетоном ситуація гірша. Структура пориста. Ультразвук проходить усередину. І відбивається довільним чином. А отже, результату довіряти не можна.
І ще одна "тонкість" під час роботи з ультразвуковими товщиномірами лакофарбових покриттів. Щоб акустичний контакт був надійним, необхідно нанесення контактної рідини у вигляді мастила. І звичайно, поверхня повинна бути попередньо очищеною від пилу, бруду.

Електромагнітні

Тут принцип радикально інший, а сфера застосування набагато вужче –. лише феромагнітні матеріали. Простіше кажучи – підходить лише для металів. Щоб зрозуміти, як ці товщиноміри працюють, можна згадати принцип дії трансформатора. Незважаючи на те, що обмотки не пов'язані безпосередньо одна з одною (потужність передається через повітряний проміжок, за рахунок електромагнітної індукції), можна підвищити напругу, так і знизити. Але якщо додати сердечник (магнітопровід), то перетворюючі властивості трансформатора змінюються, зокрема зменшується втрата потужності.

Електромагнітний товщиномір генерує поле, що замикається через ділянку металу. Тобто від товщини поверхні залежить потужність цього поля (приблизно також як сердечник впливає на параметри трансформатора). Щоб зафіксувати, як саме змінюється це поле і ці зміни перевести в цифрове значення товщини фарби, у схему товщиноміра вводиться стрижень з котушкою. Струм через цей провідник залежить від параметрів електромагнітного поля.
Це досить точні товщиноміри, хоча коштують дорожче і широко застосовуються не тільки при перевірці фарби на авто, але і в приладобудуванні, при контролі якості, в лабораторній практиці.
І знову ж таки наприклад для пластмаси не підходять.

Магнітні

У таких різновидах товщиномірів принцип дії ще простіший. Знову ж таки наведемо аналогію – закон всесвітнього тяжіння в частині того, що чим далі один від одного об'єкти, тим слабша сила їхньої взаємодії.
З магнітами ситуація така сама. Згадаймо, як на певній відстані двері з магнітом, закріпленим на стулку шафи, миттєво закриваються – почала діяти сила тяжіння.
Чим товстіший шар фарби, тим слабкіший вплив тяжіння магніту до металевої поверхні, на яку нанесено покриття. Відповідно, якщо виміряти цю зміну магнітного поля, вона пропорційно товщині ЛКП. Зрозуміло, що область застосування магнітних товщиномірів обмежена чорними металами.

Вихроточні

А з цими приладами ситуація якщо не протилежна, то як мінімум вони призначені і для кольорових металів, навіть без магнітних властивостей. Тут є ключова вимога – щоб матеріал проводив струм. Це може бути, наприклад, алюміній, мідь. Не дарма саме з них виготовляють електричні дроти.

Вихрострумові товщиноміри мають вбудовану котушку і зонд, який наводить змінне поле, що викликає при контакті з струмопровідними поверхнями вихрові потоки.