سبد خرید خالی
کالاتجهیز - برچسب: اندازه گیری ضخامت

تعریف ضخامت سنج رنگ و فلز، انواع و کاربرد آن

ضخامت سنج برای ثبت و تعیین دقیق ضخامت اجسام و پوشش آنها بکار می رود که یکی از موارد بسیار مهم در حوزه کنترل کیفیت اندازه گیری می باشد .اگر عیبی در ضخامت پوشش باشد می تواند موجب مسائلی همچون خوردگی، زنگ زدگی و از بین رفتن قطعه شود، به همین سبب جهت اندازه گیری ضخامت فلز یا رنگ بایستی از ضخامت سنج های دقیق و کاربردی استفاده کرد. در صنعت ساختمان و خودرو یکی از پوشش های بسیار کاربردی پوشش دوگانه می باشد که شامل یک پوشرنگ (پوشش پلاستیکی) بر روی صفحات فلزی گالوانیزه هستند.

روش های اندازه گیری ضخامت

1-روش القاي مغناطيسي

روش القاي مغناطيسي برای محاسبه ی اندازه ی ضخامت پوشش هاي مغناطيسي برروي سطوح غير مغناطيسي و پوشش هاي غير مغناطيسي بر روي زیرآیندهای آهني بکار می رود. این فرايند مستقيم مي باشد، در این روش پروب ضخامت سنج برروي قسمتي كه مي خواهيم ضخامتش را اندازه بگيريم قرار مي گيرد، به محض اینکه پروب تغيير مكان داد اندازه گیری حد فاصل بين نوك پروب( كه با سطح زيرآیند در تماس است) وسطح زيرآیند اصلي انجام می گیرد. يك عدد سيم پيچ داخل پروب ضخامت سنج وجود دارد که دامنه ی مغناطيسي متغير را ایجاد می کند. دانسيته شار مغناطيسي اين ناحيه را زمانیكه پروب بر روي سطح زيرآیند قرار مي گيرد٬ تغيير مي دهد. يك سيم پيچ ديگر اندازه گيري تغييرات بوجود آمده در القاي مغناطيسي را برعهده دارد. خروجي از سيم پيچ دومي به يك ميكروپروسسور انتقال مي يابد جائيكه به عنوان ضخامت پوشش اندازه گيري شده و برروي صفحه بصورت ديجيتالي نشان داده مي شود.

ویژگی های اندازه گیری ضخامت روش القاي مغناطيسي

•    روشی غیر مخرب و کم هزینه
•    بسيار سريع مي باشد ومي تواند با يك ضخامت سنج دستي اندازه گيري شود
•    كار با آن آسان، دقيق و تكرارپذير مي باشد
•    مقادير بدست آمده بطور همزمان بصورت ديجيتالي در اختيار ما قرار مي گيرد

کاربرد های اندازه گیری ضخامت به روش القاي مغناطيسي
كاربرد عمده اين روش در اندازه گيري پوشش هاي اعمالي برروي سطح بصورت مايع ويا پودري مي باشد بعلاوه برروي زيرآیندهاي آهني وفولادي كه آبكاري كروم٬ روي٬ كادميوم و فسفاته شده نیز كارايي دارد.

2-روش جريان گردابي

روش جريان القایی در سنجش ضخامت پوشش هاي نارسانا بر روي زيرآیندهای غيرآهني رسانا٬ پوشش هاي غيرآهني رسانا بر روي سطوح زيرآیند غيررسانا و بعضي از پوشش هاي غيرآهني بر روي فلزات غيرآهني بعنوان يك روش غيرمخرب مطرح است. ضخامت سنج جريان گردابي همانند ضخامت سنج القاي مغناطيسي از پروبي استفاده مي نمايد كه داراي سيم پيچ است. اين پروب/ سيم پيچ بوسيله يك اسيلاتور( نوسان گر) فركانسي متناوب با دامنه بالا توليد مي نمايد. وقتي كه اين ناحيه در نزديكي يك رساناي فلزي قرار مي گيرد جريان هاي گردابي در آن مواد رسانا توليد مي شود كه در نتيجه آن مقاومت ظاهري(امپدانس) در سيم پيچ پروب تغيير مي نمايد. فاصله بين سيم پيچ پروب وسطح زيرآیند رسانا ميزان تغيير مقاومت ظاهري را مشخص مي نمايد.

ویژگی های اندازه گیری ضخامت به روش جريان گردابي

•    هزینه پایین
•    سادگی کاربرد
•    دقت بالا و تكرارپذيري
•    سنجش با ارايه اطلاعات بطور همزمان بصورت ديجيتالي

کاربرد های اندازه گیری ضخامت به روش جريان گردابي

 كاربردهاي عمومي اندازه گيري ضخامت پوشش با روش جريان گردابي شامل پوشش هاي مايع وپودري بر روي آلومينيوم و فولاد ضدزنگ غيرمغناطيسي همچنين برروي آلومينيوم آنودايز مي باشد.

انتخاب ضخامت سنج :    

بسياري از ابزارآلات قابل دسترس امروزي بر اساس تركيبي از هر دو مکانیزم القاي مغناطيسي و جريان گردابي كار مي كنند. اين بدين معني است كه به مصرف كننده امكان سنجش در دامنه وسیعتر بدون تغيير در نوع ضخامت سنج را مي دهد . مصرف كننده معمولا ميتواند از بين ضخامت سنج هاي اصلي كه فقط مقدار ضخامت را بصورت ديجيتالي نشان ميدهند ويا ضخامت سنج هايي كه مقادير اندازه گيري شده را ذخيره مي نمايند و به ما اطلاعات آماري نظير متوسط آنها، انحراف استاندارد و يا بالاترين وپائين ترين مقدار سنجش را ارائه مي دهد یکی را انتخاب کند.
نوع ديگري از انتخاب بر پايه شكل قطعه اي است كه اندازه گيري مي شود. براي تمام قطعاتي كه اندازه گيري ميشوند نمي توان از يك نوع ضخامت سنج و پروب استفاده نمود. وقتي كه با يك قطعه با شكل هاي پيچيده مواجه هستيم. پروب هاي مختلف جداگانه اي عرضه ميشوند: براي مثال سنجش ضخامت پوشش برروي قطرداخلي يك لوله ممكن است نياز به پروب 90درجه داشته باشد٬ در حاليكه سنجش برروي يك سطح صاف بجهت حصول بهترين كارايي نياز به يك پروب با زاويه صفر درجه دارد.

عوامل تاثیر گذار بر سنجش ضخامت یک پوشش

 عواملي نظير انحناء سطح (شكل قطعه)٬ زبري سطح ٬ ضخامت سطح٬ نفوذپذيري مغناطيسي و رسانایی سطح بر روي سنجش ضخامت پوشش تاثيرگذار هستند كه بايستي در هنگام كاليبره نمودن در نظرگرفته شوند.

منتشر شده در مقالات رطوبت (humidity)

ضخامت سنج اولتراسونیک Ultrasonic thickness gauge

ضخامت سنج اولتراسونیک ابزاری است جهت اندازه گیری ضخامت در شرایطی که به سطح جسم دسترسی داریم.کار تمام ضخامت سنج های اولتراسونیک بر پایه اندازه گیری بازه زمانی عبور پالس های فرکانس صوتی از میان ماده مورد آزمایش است . ضخامت سنج های اولتراسونیک یکی از ابزارهای پرکاربردی است که برای اندازه گیری ضخامت های فلز، سرامیک، کامپوزیت، پلاستیک و ... بکار می رود.
از نکات قابل توجه ضخامت سنج های اولتراسونیک قابلیت اندازه گیری از روی روکش و بدون برداشتن پوشش می باشد که این قابلیت باعث شده است ضخامت سنج های اولتراسونیک در صنایع کشتی سازی و خطوط لوله بسیار پرکاربرد باشند.
در گذشته براي اندازه گیري ضخامت محصولاتی نظیر لوله بایستی نمونه را برش داده تا لبه هاي کولیس در آن جاي گیرد. این عمل به خصوص در سایزهاي بالاتر ضایعات بسیاري را به همراه خواهد داشت. از طرفی در خط تولید و پس از جامد شدن نمونه میتوان تنها با تر نمودن سطح محصول ضخامت را اندازه گیري نمود. امروزه با استفاده از امواج اولتراسونیک به راحتی می توان ضخامت اجسم را در هر نقطه ای از آن و بدون برش اندازه گیری کرد.


روش کار ضخامت سنج های اولتراسونیک

براي اندازه گیري ضخامت نمونه توسط این دستگاه، امواج صوت از طریق پراب ساطع شده و پس از عبور از ضخامت نمونه وارد محیط هواي داخل نمونه میگردد. هوا مانند عایق عمل نموده و سرعت عبور امواج از ضخامت با احتساب زمان آن ضخامت قطعه را بدست میدهد. به همین دلیل بایستی ضخامت نازکی از آب روي سطح قطعه قرار داده تا مانند رسانایی سبب عبور امواج گردد.

کار تمامی سنجه های ماوراء صوت بر پایه اندازه گیری بازه زمانی عبور پالس های فرکانس صوتی از میان ماده مورد آزمایش است . فرکانس یا گام این پالس های صوتی فراتر از حد شنوایی انسان است ، به طور کلی یک تا بیست میلیون سیکل در ثانیه ، در مقابل برای گوش انسان حد ، بیست هزار است . این امواج فرکانس بالا توسط وسیله ای تولید و دریافت می شوند که مبدل ماوراء صوت نامیده می شود ؛ که انرژی الکتریکی را به لرزش های مکانیکی تبدیل می کند و بلعکس .

امواج اولتراسونیک بکار رفته در آزمایشات صنعتی به خوبی نمی توانند از میان هوا عبور کنند ؛ به همین دلیل از یک جفت واسط مثل پروپیلن گلیکول ؛ گلیسرین ، آب یا نفت استفاده می شود  که اغلب بین مبدل و قطعه قرار می گیرد. بیشتر سنجه های ماوراء صوت از روش " ضربه - انعکاس " برای اندازه گیری استفاده می کنند . امواج صوتی تولید شده توسط مبدل ، وارد قطعه شده  و از بخش دیگر منعکس می شوند و به مبدل بازمی گردند .  سنجه ، بازه زمانی بین پالس مرجع یا اولیه را با انعکاس آن با دقت اندازه گیری می کند. به طور نمونه این بازه زمانی تنها یک میلیونیم ثانیه است. اگر سنجه با سرعت صوت در آن نمونه برنامه ریزی شده باشد ، می توان ضخامت را بوسیله روابط ساده ریاضی از روی این بازه زمانی محاسبه کرد.

t = VT/2
=t  ضخامت قطعه      =V                سرعت صوت در آن ماده               =Tزمان رفت و برگشت اندازه گیری شده

نکته مهم این است که سرعت صوت در ماده مورد آزمایش یک بخش ضروری از این محاسبه است .در مواد متفاوت سرعت انتقال صوت نیز متفاوت است ، و سرعت صوت به طور قابل توجهی با دما تغییر خواهد کرد.  بنابر این ضروری است که ابزار ماوراء صوت با توجه به سرعت صوت در ماده مورد آزمایش کالیبره شود و دقت اندازه گیری وابسته به این کالیبراسیون است .
ضخامت سنج اولتراسونیک  را می توان طوری تنظیم کرد که بتوان فلزات ، پلاستیک ، سرامیک ها ، کامپوزیت ها ، اپوکسی ها و شیشه را اندازه گیری کند. همچنین نمونه های بیولوژیک و مایع را نیز میتوان اندازه گیری کرد . موادی که برای سنجه های متداول ، مناسب نیستند شامل چوب ، کاغذ ، بتن و فوم است . اندازه گیری  آنلاین یا همزمان پلاستیک های اکسترود شده  یا فلزات نورد شده ، همچنین اندازه گیری لایه ها یا پوشش در مواد چند لایه نیز ممکن است.

thickness guage
اجزاء ضخامت سنج اولتراسونیک

یک ضخامت سنج اولتراسونیک عموما شامل یک مدار گیرنده و فرستنده ، کنترل کننده و زمان سنج منطقی ، مدار محاسباتی ، مدار نمایش گر و یک تامین کننده نیرو است. پالسر،  تحت کنترل یک میکروپروسسور، یک پالس محرک را به مبدل می فرستد . پالس ماوراء صوت بوسیله مبدل که به نمونه تست متصل شده ، تولید می شود. انعکاس ها از انتها یا داخل سطح نمونه بوسیله مبدل دریافت و به سیگنال های الکتریکی تبدیل می شوند  . و یک آمپلیفایر دریافت کننده را تغذیه می کنند برای آنالیز کردن. میکرو پروسسور کنترل کننده و مدارهای زمان سنج منطقی پالس را منطبق کرده و و سیگنال های انعکاسی مناسب را برای اندازه گیری بازه زمانی انتخاب می کنند . وقتی که انعکاس ها دریافت می شوند ، مدار زمان سنجی ، یک بازه برابر با رفت و برگشت پالس صوتی در نمونه تست را بدقت اندازه خواهد گرفت . اغلب این پروسه چندین بار تکرار شده تا یک مقدار متوسط و پایدار بدست آید.
سپس میکروپروسسور این بازه زمانی را همراه  با سرعت صوت و داده های ذخیره شده در حافظه دستگاه بکار می برد تا ضخامت را اندازه گیری کند.  این ضخامت سپس نمایش داده شده و به طور متناوب آپدیت می شود . ضخامت خوانده شده همچنین ممکن است در حافظه بیرونی ذخیره شود یا به پرینتر انتقال پیدا کند .


انواع ضخامت سنج های اولتراسونیک


اغلب ضخامت سنج های اولتراسونیک یکی از چهار نوع زیر هستند :
1.    مبدل - تماسی
2.    خط تاخیری
3.    شناور
4.    دوجزئی

مبدل تماسی :
ضخامت سنج هایی که از مبدل با تماس مستقیم استفاده می کنند به طور کلی در اجرا ساده هستند و به طور گسترده ای در اندازه گیری های صنعتی بکار می روند .بازه های زمانی عبارت اند از پالس های القایی اولیه تا اولین انعکاس منهای فاکتور تصحیح کننده ای که حساب ضخامت از سطح ابزار مبدل را دارد و لایه کوپل شده ، همچنین تاخیر الکتریکی در ابزار سنجش . به طور ضمنی مبدل تماسی بکار گرفته می شود در تماس مستقیم با قطعه مورد تست .مبدل های تماسی برای کاربرد های سنجش بجز موارد زیر توصیه می شوند .
مبدل خط تاخیری:
مبدل های خط تاخیری از یک سیلندر پلاستیک ، اپوکسی یا سیلیکا جوش خورده تشکیل شده اند و به عنوان خط تاخیری بین جزء مبدل و قطعه کار شناخته می شوند .یک دلیل عمده برای استفاده از مبدل خط تاخیری جدا کردن انعکاس ها از پالس های محرک در ماده نازک مورد اندازه گیری هست . به عنوان یک موج بر ، خط تاخیری همچنین می تواند امواج را به قطعه ای که بسیار داغ است بفرستد تا اندازه گیری بوسیله مبدل تماسی حساس به گرما انجام شود . خط تاخیری را می توان طوری شکل داد که به راحتی با سطوح منحنی و فضاهای محدود کوپل شود . زمان بندی انعکاس ها در کاربردهای خط تاخیری ممکن است یکی ازاین دوحالت باشد .انتهای خط تاخیری به ابتدای انعکاس دیواره پشتی یا بین انعکاس های موفق دیواره . این نوع زمان سنجی دقت اندازه گیری مواد نازک را بهبود می بخشد و یا دقت اندازه گیری بیشتر از روش تماسی برای کاربردهای ویژه است .

مبدل شناور :
مبدل های شناور یک ستون آب را برای انتقال انرژی صوتی به داخل قطعه بکار می برند . آنها را می توان بکار برد برای اندازه گیری آنلاین تولیدات متحرک ، برای اسکن و یا اندازه گیری چرخشی ، یا بهینه سازی در شعاع های تیز  و شیارها . نوع زمان سنجی مشابه نوع تاخیر خطی است .

مبدل دو جزئی  :
مبدل های دو جزئی اصولا برای اندازه گیری سطوح زبر و خشن مورد استفاده قرار می گیرند .در آنها مبدل فرستنده و گیرنده جدا از هم هستند که هر دو روی یک خط تاخیری سوار شده اند در یک زاویه متغییر برای تمرکز انرژی یک فاصله انتخاب شده در زیر سطح قطعه . همچنین دقت عمل این نوع کمتر از انواع دیگر است .  آنها فقط برای کاربردهای زبر و خشن طراحی شده اند.

 

نکات مهم در انتخاب یک ضخامت سنج های اولتراسونیک

•    موارد استفاده : (فلز / شیشه  / پلاستیک / سفال ها و مواد دیگر)
•    محدوده اندازه گیری
•    دقت اندازه گیری
•    قابلیت تنظیم سرعت التراسونیک
•    فرکانس التراسونیک MHz  
•    قابلیت کالیبره شدن اتوماتیک
•    قابلیت اتصال به کامپیوتر توسط کابل