Energy
education

сайт для тех, кто хочет изучать энергетику

Метрология и автоматизация

Измерение расстояния

Измерение расстояния

Расстояние, в широком смысле, степень удалённости объектов друг от друга.

4. Толщиномер

Толщиномер — это измерительный прибор, позволяющий с высокой точностью измерить толщину материала или слоя покрытия материала. Современные приборы позволяют измерить толщину покрытия без нарушения его целостности.

Механические толщиномеры

Толщиномер выполняется в форме скобы. Для снятия показаний прибора применяется отсчетное устройство связанное со специальным наконечником расположенными сверху, а пятка находится снизу. Настольные толщиномеры имеют скобу с поверхностью, необходимую для лучшей устойчивости на поверхности. Толщиномеры ручные имеют в скобе отверстие, удобное для удерживания прибора в руке. Толщиномеры с нормированным измерительным усилием имеют арретир (отводку) для отвода наконечника отсчетного устройства.

Толщиномер
Толщиномер.

Электромагнитные толщиномеры

В приборах данного вида для измерений используются как магнитная индукция, так и эффект Холла, позволяющий проводить измерения плотности магнитного поля. Для создания магнитного поля чаще всего используется мягкий ферромагнитный стержень с катушкой. Также, в свою очередь, для обнаружения каких-либо изменений в магнитном потоке применяется второй стержень с катушкой. Толщина покрытия определяется путём измерения плотности магнитного потока. Допустимый процент погрешности измерений для приборов данного типа равен ± 3%.

Вихретоковые толщиномеры

Для проведения измерений непроводящих покрытий без их разрушения используются толщиномеры с вихретоковым принципом действия. На поверхности зонда прибора с помощью тока (с частотой от десятков КГц до единиц МГц), проходящего через катушку, на которую намотана тонкая проволока, генерируется переменное магнитное поле. При приближении зонда к токопроводящей поверхности, переменное магнитное поле генерирует на ней вихревые токи (токи Фуко). Вихревые токи создают собственные (противоположные первичному) электромагнитные поля, которые могут быть измерены основной или второстепенной обмоткой. Вихретоковый метод используется преимущественно для хорошо проводящих поверхностей, в частности сделанных из цветных металлов (например алюминий). Величина напряжения на измерительной обмотке (измеряемая величина) зависит от расстояния от неё до электропроводящей поверхности, которая и является толщиной непроводящего покрытия.

Толщиномер
Толщиномер.

Ультразвуковые толщиномеры

Для ультразвуковых толщиномеров характерно наличие ультразвукового датчика в зонде, который посылает импульс через анализируемое (чаще всего неметаллическое) покрытие. Импульс отражается от поверхности и затем преобразуется датчиком в высокочастотный электрический сигнал. Эхо сигнала оцифровывается и анализируется для определения толщины покрытия. Допустимый процент погрешности измерений для приборов данного типа равен ± 3%.

Ультразвуковые толщиномеры часто используются в ситуациях, когда имеется доступ только к одной стороне поверхности изделия, толщина которого должна быть определена, например: трубопроводы или в тех местах, где простые механические измерения невозможны или нецелесообразны по другим причинам, таким как, размер изделия или ограниченный доступ. Факт того, что измерение толщины может быть сделано легко и быстро с одной стороны, без необходимости вырезания какой-либо части, является главным преимуществом использования ультразвукового толщиномера. Практически любой конструкционный материал может быть измерен с помощью ультразвука. Ультразвуковой толщиномеры может быть использован для металлов, пластмасс, композитов, стекловолокна, керамики и стекла.

Ультразвуковой контроль является одним из методов неразрушающего контроля без необходимости резки или секционирования. Диапазон измерений зависит от материала и выбранного преобразователя, и может быть в пределах от 0.08 мм до 635 мм. (Как правило такие материалы как: дерево, бетон, бумага и пенопласта обычно не подходят для измерения с обычными ультразвуковыми датчиками).

Все ультразвуковые толщиномеры работают на основе очень точного измерения времени необходимого звуковому импульсу, сгенерированному преобразователем, для прохождения через тестовый образец. Поскольку звуковые волны отражаются от поверхности материала, измерение эхо от дальней стороны образца может быть использовано с целью измерения его толщины, таким же образом, как радар или сонар для измерения расстояния. Разрешение может быть в пределах 0.001.

Толщиномер
Толщиномер.

Магнитные толщиномеры

Принцип работы магнитных толщиномеров основан на использовании свойств постоянных магнитов. Позволяют производить замер немагнитных покрытий нанесенных на магнитные основания. Процесс замера осуществляется на основе оценки силы взаимодействия магнита толщиномера и основания измеряемого покрытия. Изменение толщины покрытия изменяет силу взаимодействия магнита и основания измеряемой специально откалиброванной шкалой.

Толщиномер
Толщиномер.