máy đo độ dày lớp phủ là gì
Máy đo độ dày lớp phủ đo chiều sâu của một lớp nằm phía trên nền mà không phải cắt xuyên qua nó. Sơn trên thép, kẽm trên thép, lớp anốt hóa trên nhôm, đồng trên bản mạch và một màng nhựa trên tấm kim loại đều là cùng một bài toán đo: một lớp không có từ tính hoặc không dẫn điện, một nền rắn bên dưới nó, và một con số phải cho thấy là nằm trong dung sai. Đây là một trong số ít phép kiểm tra lớp phủ không phá hủy, nên nó được lấy trên chính chi tiết giao hàng chứ không chỉ trên một mẫu thử.
Phương pháp do nền quyết định, không do lớp phủ. Đầu dò cảm ứng từ làm việc trên sắt và thép sắt từ, và đọc xem lớp phủ đẩy đầu dò ra xa nền bao nhiêu; đầu dò dòng xoáy làm việc trên các kim loại màu không sắt từ như nhôm, đồng và thép không gỉ austenit, và đọc ảnh hưởng mà lớp phủ gây lên một trường cảm ứng. Một máy mang cả hai có thể chuyển giữa chúng và nhận diện đầu dò đang dùng, nhưng số đọc luôn là số đọc của một phương pháp, và hai phương pháp không thay thế cho nhau trên cùng một nền.
Điều giới hạn phép đo chủ yếu là hình học. Độ cong, sự lân cận của một cạnh, và một nền mỏng hơn mức phương pháp cần đều làm méo trường và thiên lệch số đọc, và mỗi yếu tố có một giới hạn được công bố gắn với đầu dò. Vượt các giới hạn đó, sai số lớn dần mà không báo trước, nên việc thực tế là ghép dải đo của đầu dò với chiều dày dự kiến, rồi kiểm tra xem chi tiết có thỏa các điều kiện của đầu dò trước khi tin vào con số.
Cách máy đo độ dày lớp phủ đo
Một máy dùng cảm ứng từ cấp điện cho một cuộn dây trong đầu dò và đo từ trở của mạch giữa đầu dò với nền sắt từ. Lớp phủ là một khoảng hở trong mạch đó, nên số đọc về bản chất là một phép đo khoảng cách xuyên qua lớp phủ - đó là lý do phương pháp này phụ thuộc vào việc nền thực sự sắt từ và lớp phủ thực sự không có từ tính. Mạ niken và một số thép không gỉ phá vỡ giả định đó, và máy đọc chúng như nền chứ không như lớp phủ.
Một máy dùng dòng xoáy đưa một trường xoay chiều vào một nền dẫn điện và đo thay đổi trở kháng do các dòng xoáy chạy trong nền gây ra. Vì trường chịu ảnh hưởng của khoảng cách giữa đầu dò và nền, cùng một hình học cuộn dây trở thành số đọc chiều dày khi nền đã biết. Đó là phương pháp dành cho nhôm, đồng, đồng thau và thép không gỉ dòng 300, nơi một máy cảm ứng từ sẽ chẳng đọc được gì hữu ích.
Cả hai phương pháp đều là phép đo tương đối và được hiệu chuẩn chứ không phải tuyệt đối. Việc chỉnh không trên nền trần thiết lập mốc, và một hoặc hai lá chuẩn có chiều dày đã biết thiết lập độ dốc, trong đó dạng hai điểm sửa cả hệ số khuếch đại lẫn độ lệch. Gần như mọi số đọc đáng ngạc nhiên đều truy về cách thiết lập đó: chỉnh không trên một vùng đã có lớp phủ, dùng một lá chuẩn nằm ngoài dải của đầu dò, hoặc giữ nguyên hiệu chuẩn khi đã thay đầu dò. Các điều kiện vật lý - độ cong, khoảng cách tới cạnh, chiều dày nền, nhiệt độ - là nửa còn lại của cùng câu chuyện, và thiết bị không tự bù cho chúng được.
Lựa chọn cấu hình
Phần lớn thông số được quyết định bởi những lựa chọn này chứ không phải bởi cấp chính xác. Mỗi lựa chọn ràng buộc lựa chọn kế tiếp, nên chúng được chốt theo thứ tự.
| Cấu hình | Tùy chọn cần xác định | Nó thực sự quyết định điều gì |
| Phương pháp đo | Cảm ứng từ, dòng xoáy, hoặc một máy mang cả hai và tự động nhận diện đầu dò | Liệu nền dự kiến đo có đo được hay không. Phương pháp theo vật liệu nền, không theo lớp phủ. |
| Dải đo của đầu dò | Một đầu dò dải ngắn cho lớp phủ mỏng, một đầu dò dải dài cho lớp phủ dày, và độ phân giải mà mỗi đầu dò mang lại | Dải chiều dày đọc được với độ phân giải hữu ích. Một đầu dò bị kéo tới tận cùng dải của nó sẽ mất cả độ chính xác lẫn độ lặp lại. |
| Kết cấu đầu dò | Đầu dò chế tạo liền trong vỏ máy, hoặc đầu dò rời nối qua cáp | Liệu thiết bị với tới được bề mặt hay không. Một đầu dò liền không thể đặt song phẳng trên vùng cong hoặc vùng bị lõm vào. |
| Hình học đầu dò | Dạng mũi và diện tích đo tối thiểu mà đầu dò cần | Liệu chi tiết nhỏ, diện tích hẹp gần cạnh hoặc độ cong chặt đo được mà không cần một phép bù mà máy không biết đến hay không. |
| Cách hiệu chuẩn | Chỉnh không một điểm, hiệu chuẩn hai điểm so với lá chuẩn, hoặc giữ nguyên thiết lập của nhà máy | Bao nhiêu phần sai số của số đọc bị loại bỏ. Chỉ chỉnh không thì sửa độ lệch và để nguyên hệ số khuếch đại chưa được sửa. |
| Xử lý dữ liệu | Hiển thị trực tiếp, bộ nhớ trong có thống kê, và xuất ra một máy chủ hoặc một máy in | Liệu hồ sơ theo lô kèm trị trung bình, giá trị nhỏ nhất, giá trị lớn nhất và độ lệch chuẩn lập được hay không - điều mà các tiêu chí nghiệm thu ngày càng đòi hỏi. |
| Giới hạn và báo động | Các giới hạn trên và dưới đặt được, kèm chỉ báo bằng âm thanh hoặc bằng hình ảnh | Liệu thiết bị dùng để sàng lọc bởi một người vận hành không đọc các con số được hay không, và dung sai mà các giới hạn đó diễn tả được tới mức nào. |
| Xác minh | Lá chuẩn, nền chuẩn có chiều dày đã biết, và chu kỳ mà chúng được sử dụng | Liệu có thể chứng minh máy đang đọc đúng ngay trong ngày hay không - điều mà một hồ sơ chất lượng phải trình ra được. |
Cách chọn máy đo độ dày lớp phủ
| Yếu tố | Vì sao nó quyết định kết quả | Cách xác định trước khi gửi yêu cầu |
|---|
| Vật liệu nền | Nền chọn ra phương pháp, và một máy cảm ứng từ chẳng đọc được gì hữu ích trên nhôm trong khi một máy dòng xoáy chẳng đọc được gì hữu ích trên thép carbon | Nêu đúng vật liệu nền, kể cả mác, vì một số thép không gỉ và các lớp niken cư xử ngược với điều tên gọi của chúng gợi ra. |
| Chiều dày lớp phủ dự kiến và dung sai của nó | Dải đo và độ phân giải của đầu dò phải kẹp lấy dung sai, chứ không riêng gì con số danh định | Nêu chiều dày mục tiêu và dải dung sai, cùng nguyên công tạo ra chúng. |
| Liệu lớp phủ có thể có từ tính hay không | Niken và một số lớp phủ hợp kim làm hỏng phép cảm ứng từ bằng cách cư xử như một phần của nền | Nêu vật liệu lớp phủ và phương pháp lắng đọng nó, không chỉ nêu tên gọi. |
| Hình học của chi tiết | Độ cong, cạnh và diện tích nhỏ đều làm lệch trường, và mỗi đầu dò có các giới hạn công bố mà vượt qua đó số đọc không còn giá trị | Nêu bán kính nhỏ nhất, khoảng cách tới cạnh gần nhất và diện tích nhỏ nhất cần đo. |
| Chiều dày nền | Dưới một chiều dày tới hạn, nền ngừng cư xử như một vật thể vô hạn và số đọc tụt xuống | Nêu chiều dày nền, và cho biết chi tiết là một tấm mỏng hay một tiết diện dày. |
| Kết quả có bắt buộc phải được ghi lại hay không | Một hồ sơ theo lô kèm thống kê làm thay đổi cấp thiết bị, và thường thay đổi cả cách lấy số đọc | Nêu các tiêu chí nghiệm thu, số điểm đo trên mỗi chi tiết, và hồ sơ được yêu cầu dưới dạng nào. |
Nếu một trong các điểm này vẫn chưa xác định được, hãy gửi những thông tin đã có. Báo giá có thể được lập dựa trên chi tiết đã được mô tả và hoàn thiện sau khi bổ sung các phần còn thiếu.
Các lựa chọn thay thế gần nhất
Đây là những loại mà một yêu cầu về máy đo độ dày lớp phủ thường hóa ra là, và là điểm mà lựa chọn thực sự được quyết định.
| Loại thay thế gần nhất | Điều gì phân biệt nó với máy đo độ dày lớp phủ |
| Máy đo độ nhám bề mặt | Đo kết cấu của bề mặt ngoài cùng thay vì chiều sâu của lớp nằm bên dưới nó. Một chi tiết có lớp phủ thường mang cả hai yêu cầu, và hai thứ được đo riêng vì một lớp phủ trơn vẫn có thể quá mỏng và một lớp phủ dày vẫn có thể thô. |
| Máy đo độ cứng | Đo mức chịu đựng vết lõm của vật liệu, mà với một chi tiết có lớp phủ thường là câu hỏi về nền chứ không về lớp. Nó ấn vào bề mặt, nên nó không phải là thứ thay thế được ở nơi lớp phủ phải còn nguyên. |
| Máy đo độ dày siêu âm | Đo chiều dày của chính vật liệu, và trên một số thiết bị có thể được đặt để phân giải lớp phủ như một trong hai tiếng dội. Đó là một thiết bị đo chiều dày thành trả lời câu hỏi về tuổi thọ còn lại; một máy đo lớp phủ trả lời câu hỏi về hoàn thiện và về bảo vệ chống ăn mòn. |
| Thiết bị kiểm tra hạt từ | Cũng dùng một từ trường trên các chi tiết sắt từ, nhưng tìm vết nứt chứ không tìm chiều sâu lớp phủ. Dùng chung một nguyên lý vật lý không đồng nghĩa với dùng chung một mục đích, và không thiết bị nào báo cái mà thiết bị kia báo. |
| Máy dò khuyết tật dòng xoáy | Dùng cùng nguyên lý trường cảm ứng để tìm tính bất liên tục trong vật liệu dẫn điện chứ không phải để đo một lớp nằm trên nó. Một số thiết bị ghép cả hai chức năng, và khi ghép thì hai chế độ được hiệu chuẩn riêng. |
| Kiểm tra lớp phủ theo phương pháp phá hủy | Một phép đo bằng kính hiển vi trên mặt cắt, hoặc bóc lớp rồi cân lại. Chậm hơn và làm hỏng mẫu, nhưng đó là phương pháp chuẩn khi xảy ra tranh chấp, và cũng chính vì lý do đó mà nên giữ lại một mẫu thử. |
Độ nhám, độ cứng và độ dày lớp phủ là ba yêu cầu bề mặt mà bản vẽ nêu cùng nhau nhiều nhất; một máy đo lớp phủ chỉ trả lời cái cuối cùng trong ba cái đó, và cả ba được đo bằng ba thiết bị khác nhau.
Nội dung cần có trong yêu cầu
Phản hồi đầu tiên có thể là một báo giá thay vì một loạt câu hỏi nếu yêu cầu mang theo những thông tin này. Khi không biết một giá trị, hãy gửi mô tả nhiệm vụ và chúng tôi sẽ xác nhận nó ngụ ý điều gì.
- Vật liệu nền và mác của nó, cùng chiều dày nền
- Vật liệu lớp phủ và cách nó được phủ lên chi tiết
- Chiều dày lớp phủ dự kiến, kèm theo dải dung sai
- Hình học của chi tiết, bao gồm bán kính nhỏ nhất, cạnh gần nhất và diện tích đo nhỏ nhất
- Liệu lớp phủ có thể có từ tính, và liệu có lớp niken hoặc hợp kim nào hiện diện hay không
- Lớp phủ nằm một phía hay cả hai phía, và mặt bên kia có tiếp cận được hay không
- Các số đọc có phải được lưu và xuất ra hay không, và hồ sơ được yêu cầu dưới dạng nào
- Các tiêu chí nghiệm thu và số điểm đo trên mỗi chi tiết
- Lá chuẩn hoặc nền chuẩn sẵn có tại chỗ để phục vụ việc xác minh
- Số lượng, cảng đến và thời gian giao hàng yêu cầu
