Что такое толщиномер?

Что такое толщиномер?

Толщиномер — это устройство, используемое для измерения толщины объекта.

Толщиномер может быть контактного типа, который измеряет толщину путем соприкосновения с измеряемым объектом, или бесконтактного типа, который измеряет толщину без соприкосновения с измеряемым объектом.

Применение толщиномеров

Толщиномеры используются для измерения толщины различных объектов. Типичные контактные толщиномеры, которые измеряют толщину путем соприкосновения с измеряемым объектом, — это штангенциркули и ультразвуковые толщиномеры. Штангенциркули используются для измерения толщины стенок труб и т. д., тогда как ультразвуковые толщиномеры используются для предметов, которые нельзя зажать, например, для проверки коррозии резервуаров.

С другой стороны, бесконтактные типы, которые измеряют толщину без контакта с измеряемым объектом, включают инфракрасные и радиационные типы. Инфракрасный тип используется для измерения толщины пластиковой пленки, а радиационный тип используется для измерения толщины холоднокатаных металлических листов.

Принцип толщиномеров

Толщиномеры доступны в двух типах: контактного типа для быстрого измерения и бесконтактного типа для неразрушающего измерения путем освещения их светом. Толщиномеры контактного типа измеряют толщину, помещая прибор непосредственно на измеряемый объект и вычисляя расстояние между опорной поверхностью прибора и измеряемым объектом (измерение относительного значения). С другой стороны, толщиномер бесконтактного типа измеряет толщину, не контактируя с измеряемым объектом, и вычисляет толщину, обнаруживая разницу между поверхностью и противоположной задней стороной измеряемого объекта (измерение абсолютного значения).

Типы толщиномеров

Толщиномеры можно разделить на контактные и бесконтактные.

1. Контактный тип

Толщиномеры контактного типа имеют преимущества в том, что они недорогие, удобные и легко различимые. Однако из-за контакта необходимо проявлять осторожность, чтобы избежать ошибок из-за повреждения или деформации измеряемого объекта. В этом разделе описываются типичные толщиномеры контактного типа, такие как штангенциркули и ультразвуковые толщиномеры.

Штангенциркули
Штангенциркули — это измерительные приборы с частью, которая может измерять длину, внешний диаметр, внутренний диаметр, глубину и шаги, и оснащены шкалой, называемой основной шкалой и вспомогательной шкалой. Доступны аналоговые, циферблатные и цифровые штангенциркули, а цифровой тип широко используется, поскольку с его помощью легко проверить значение. Операция проста: раздвиньте губки, медленно вставьте измеряемый объект и проверьте значение.

Ультразвуковой толщиномер
Ультразвуковые толщиномеры облучают измеряемый объект ультразвуковыми волнами и вычисляют толщину объекта на основе времени распространения ультразвуковых волн. Ультразвуковые волны излучаются зондом (зондом или преобразователем), который соприкасается с поверхностью измеряемого объекта.

Ультразвуковые волны, излучаемые зондом, отражаются от противоположной стороны измеряемого объекта, и толщина вычисляется путем измерения времени распространения, пока ультразвуковые волны не вернутся к зонду. Толщина вычисляется по следующей формуле.

Толщина d = 1/2 x скорость звука измеряемого объекта c x время распространения t

Поскольку время распространения t является временем прохождения сигнала в оба конца, его можно умножить на 1/2, чтобы вычислить время прохождения сигнала в одну сторону, т. е. толщину измеряемого объекта.

2. Бесконтактный тип

Толщиномеры бесконтактного типа являются крупногабаритными приборами, но их преимущество в том, что они могут измерять толщину, не повреждая измеряемый объект. Толщиномеры бесконтактного типа включают инфракрасный тип, радиационный тип и тип лазерного датчика смещения.

Инфракрасные приборы для измерения толщины
Инфракрасные толщиномеры используют свойство инфракрасных лучей проникать в определенные материалы для измерения толщины как абсолютного значения. Когда объект, который необходимо измерить, облучается инфракрасным светом, свет отражается от поверхности, облучаемой инфракрасным светом, и противоположной задней поверхности. Отраженный свет принимается зондом, и толщина рассчитывается по разнице во времени (интерференционной разнице) отраженного света.

Тип излучения
Толщиномер рассчитывается путем измерения количества излучения, поглощенного объектом, который необходимо измерить. Толщиномеры используются во многих продуктах, поскольку это поглощение не зависит от цветового тона объекта, который необходимо измерить.

Типы излучения включают альфа-лучи, бета-лучи, гамма-лучи и рентгеновские лучи, но принцип одинаков для всех. Излучение направляется на измеряемый объект, а количество поглощенного (ослабления) объектом измеряется и преобразуется в толщину. Тип излучения выбирается в соответствии с измеряемым объектом. Материалы, подходящие для каждого источника излучения, следующие:

• Альфа-лучи … полимерная тонкая пленка
• Бета-лучи … тонкие металлические пленки, резина, пластик и т. д.
• γ-лучи/рентгеновские лучи: металлическая пластина и т. д.

Тип лазерного датчика смещения
Толщиномер рассчитывается с помощью одного или двух лазерных датчиков смещения. При использовании двух лазерных датчиков смещения толщина рассчитывается на основе разницы в проходящем свете между поверхностью и задней стороной измеряемого объекта.

При использовании двух лазерных датчиков смещения толщина измеряемого объекта рассчитывается путем измерения расстояния между верхней и нижней опорными поверхностями лазерного датчика смещения и поверхностью измеряемого объекта и вычитания расстояния между опорными поверхностями.

Толщина d = расстояние между опорными поверхностями d0 — (расстояние между верхом опорной поверхности и поверхностью измеряемого объекта d1 + расстояние между низом опорной поверхности и поверхностью измеряемого объекта d2)

Другая информация о толщиномерах

Меры предосторожности при использовании ультразвуковых толщиномеров

Существует три типа ультразвуковых толщиномеров: нулевая точка/первое нижнее эхо (импульсное эхо), множественное эхо (эхо-эхо) и поверхностное эхо/первое нижнее эхо (интерфейсное эхо).

Поскольку каждый из них имеет разные характеристики, важно выбрать метод, который лучше всего подходит для измеряемого объекта. Наиболее распространенным является метод импульсного эха (метод нулевой точки и первого нижнего эхо), который может измерять толстые или изогнутые детали, даже если состояние поверхности измеряемого объекта не очень хорошее.

Обратите внимание, что поскольку ультразвуковой толщиномер использует ультразвуковые волны, он не может измерять материалы, содержащие пузырьки воздуха, через которые ультразвуковые волны не могут пройти, такие как пенополистирол или резина, которые не могут принимать ультразвуковые волны, поскольку они затухают.

Кроме того, слой воздуха имеет акустическое сопротивление и препятствует распространению ультразвуковых волн между зондом и измеряемым объектом. По этой причине между зондом и объектом необходимо нанести специальную жидкость, называемую контактным катализатором (контактной жидкостью), чтобы максимально устранить акустическое сопротивление воздуха.