Сравнительные характеристики серийно выпускаемых вихретоковых частотных толщиномеров ведущих производителей

Ведущие позиции среди производителей вихретоковых частотных (параметрических) толщиномеров занимают следующие фирмы:

Elcometer, ElectroPhysik, Phynix, Helmut Fischer, List Magnetik, Константа. Среди отечественных производителей можно отметить также фирмы АКА конроль, Кропус, Спектр. Вихретокоые частотные толщиномеры покрытий производит также ряд китайских фирм: Huatec, Time и др.

Для понимания назначения, областей применения и особенностей рассмотрим продукцию указанных выше производителей.

Elcometer. Английская фирма, выпускающая толщиномеры защитных покрытий с середины двадцатого века. В настоящее время -четыре модели магнитоиндукционных толщиномеров.

Толщиномер Elcometer 345 (рис. 2.94) и его модификации. Базовый на протяжении почти двадцати лет портативный прибор, предназначен для измерения защитных покрытий различного назначения, в том числе диэлектрических покрытий на электропроводящих неферромагнитных основаниях в диапазоне толщин до 1500 мкм с основной допустимой погрешностью не более ± [(0,01...0,03)T_изм + 2,5] мкм. Выпускается со встроенными и выносными (подключаемыми) преобразователями. Имеет оригинальную конструкцию, выпускается в нескольких модификациях, отличающихся сервисными возможностями – от простейшей некалибруемой модели 311, до модели, позволяющей производить измерения на черных и цветных металлах с возможностью статистической обработки результатов и передачи их в компьютер по каналу связи RS232C. Прибор прост в работе, удобен при проведении различных окрасочных работ в цеховых и полевых условиях

.

Рис. 2.94 . Внешний вид толщиномера Elcometer 345 со встроенным и выносным преобразователем

Толщиномер Elcometer 415 (рис. 2.95). Прибор с встроенным первичным преобразователем для измерения толщины лакокрасочных и порошковых покрытий на металлоконструкциях, в том числе из цветных металлов (алюминиевых сплавов), в диапазоне до 1000 мкм с основной допустимой погрешностью не более ± 0,03T_изм или ± 3 мкм. Имеет графический индикатор средних размеров с большими хорошо читаемыми цифрами и сервисной информацией. Реализована идеология интуитивного меню (указания функции кнопок на индикаторе).

Рис. 2.95. Внешний вид толщиномера Elcometer 415

Толщиномер Elcometer 355 (рис. 2.96 и 2.97). Многофункциональный, простой в эксплуатации прибор с гарантированной погрешностью измерений на уровне ± 0,01·T_изм разработан более десяти лет назад. Большой набор сменных преобразователей позволяет измерять толщину диэлектрических покрытий на неферромагнитных электропроводящих основаниях в диапазоне до 30 мм на изделиях различного назначения: от малогабаритных до крупногабаритных с большой шероховатостью, внутри труб и др. Недостатком конструкции является сменный вторичный измерительный преобразователь, усложняющий конструкцию приборов, а также небольшой индикатор.

Рис. 2.96 . Внешний вид толщиномера Elcometer 355 (Standart и Top) со сменным модулем измерительного преобразователя

Рис. 2.97. Преобразователи к толщиномерам Elcometer 355 и 456

Толщиномер Elcometer 456 (рис. 2.98). Удобный в эксплуатации малогабаритный прибор для измерения широкой номенклатуры покрытий на всех типах оснований. Выпускаемый набор преобразователей позволяет решать большинство задач измерения толщины защитных покрытий. Наличие канала Bluetooth открывает новое направление оперативной передачи и хранения результатов измерения. Исправленная по результатам эксплуатации программа функционирования упростила процедуры калибровки и измерений. Гарантированная погрешность измерения на уровне ± [(0,01...0,03)T_изм + 2 мкм. Имеет три модификации, отличающихся функциональными возможностями. Выпускается со встроенными и выносными преобразователями.

a)

б)

Рис. 2.98. Внешний вид толщиномера Elcometer 456 - (а) и специализированных преобразователей - (б) для измерения покрытий на малоразмерных деталях и на внутренних поверхностях труб и сосудов различного назначения

Общая характеристика преобразователей. Традиционно фирма выпускала приборы, ориентированные в основном на измерение лакокрасочных и подобных им покрытий (в диапазоне до 1500 мкм), битумных (в диапазоне до 5 мм) и специализированных (например, огнезащитных) покрытий (в диапазоне до 30 мм)

Преобразователи серии N - для измерения толщины защитных диэлектрических покрытий на электропроводящих ферромагнитных основаниях - изготавливаются с применением современных технологий и материалов (внешние корпуса изготавливаются из нержавеющей стали или ударопрочных пластиков), имеют хорошую повторяемость характеристик. Выпускается большое число разнообразных оснасток для проведения контроля на неплоских изделиях. На рис. 2.99 представлен преобразователь N1 Standart - самый массовый из выпускаемых, имеющий диаметр зоны измерения 9 мм при диапазоне измерения 1500 мкм.

Рис. 2.99. Преобразователь N1 Standart

Кроме того, выпускается линейка преобразователей малых габаритов с минимально возможным диаметром зоны измерения (рис. 2.98, б). Преобразователи имеют несколько исполнений, выпускаются без внешнего подпружинивающего корпуса для измерения. При проведении измерений требуют аккуратности установки для обеспечения перпендикулярности поверхности изделия. Фирма производит различные устройства для взаимного позиционирования преобразователей и деталей.

Применительно к российским условиям и методикам проведения измерений необходимо отметить три момента:

- приборы не позволяют производить установку нуля и верхнего предела измерения с усреднением, что вызывает дополнительные трудности при измерении толщины покрытий с большой шероховатостью (после песко- и дробеструйной обработки);

- приборы не обеспечивают указанную погрешность измерения в температурном диапазоне эксплуатации и требуют проведения калибровки при изменении температуры воздуха более чем на 7⁰C;

- приборы не могут эксплуатироваться при отрицательных температурах.

Основные технические характеристики прибора Elcometer 456 Integral Gauge

Диапазон измерения, мкм /(преобр.) 0…1500 (N1)

Погрешность, мкм ±[(0,01...0,03) Т_п +2]

Дискретность отсчета, мкм 0,1; 1

Диаметр зоны измерения, мм 6

Минимальный радиус изделия, мм 4

Метод калибровки одно- и двухточечная

Габаритные размеры прибора, мм 128х68х28

Масса, г 200

Диапазон рабочих температур, ^оС от 0 до + 40

Основные технические характеристики прибора Elcometer 456 Separat Gauge

Диапазон измерения, мкм /(преобр.) 0…1500 (N1)

Диапазон измерения, мкм /(преобр.) 0…5000 (N2S)

Диапазон измерения, мм /(преобр.) 0…30 (N6S)

Диапазон измерения, мкм /(преобр.) 0…500(N miniarure)

Погрешность, мкм ±[(0,01...0,03) Т_п +2]

Дискретность отсчета, мкм 0,1; 1; 10

Метод калибровки одно- и двухточечная

Габаритные размеры прибора, мм 128х68х28

Масса, г 150

Диапазон рабочих температур, ^оС от 0 до + 40

Сервисные характеристики приборов: встроенная память результатов, статистическая обработка результатов, допусковый контроль, запоминание последней калибровки, связь с компьютером.

ElektroPhysik. Немецкая фирма с более чем полувековой историей и богатыми традициями разработки и производства толщиномеров покрытий самого разнообразного назначения, в том числе магнитоиндукционных.

Толщиномер eXacto F (рис. 2.100). Компактный прибор со встроенным или выносным первичным преобразователем, реализующий принципы дружественного интерфейса и «one-hand operation». Предназначен для измерения, в том числе, диэлектрических покрытий на электропроводящих неферромагнитных основаниях в диапазоне до 2000 мкм с основной допустимой погрешностью измерения не более ± (0,03T_изм + 2) мкм. Позволяет производить статистическую обработку и хранение результатов. В основном предназначен для использования при лакокрасочных работах.

Рис. 2.100. Внешний вид толщиномера eXacto N (с встроенным и выносным преобразователем)

Недостатки – большой диаметр зоны контроля (порядка 20 мм) у прибора со встроенным преобразовтелем и возможность работы только при положительных температурах.

Основные технические характеристики прибора eXacto

Диапазон измерения, мкм /(преобр.) 0…2000 (N-probe)

Погрешность, мкм ±[(0,03) Т_п +2]

Дискретность отсчета, мкм 0,1; 1

Диаметр зоны измерения, мм 20

Минимальный радиус изделия, мм 5

Метод калибровки одноточечная

Габаритные размеры прибора, мм 165х44х38

Масса, г 200

Диапазон рабочих температур, ^оС от 0 до + 50

Толщиномер MiniTest 600 N (рис. 2.101). Компактный бюджетный прибор для измерения толщины, в том числе, диэлектрических покрытий на электропроводящих неферромагнитных основаниях в диапазоне до 2000 мкм с основной допустимой погрешностью не более ± (0,02T_изм + 2) мкм. Реализует принцип “одна кнопка – одна функция”, очень прост в работе, позволяет производить статистическую обработку результатов и допусковый контроль. Главное назначение – использование при лакокрасочных работах.

Рис. 2.101. Внешний вид толщиномера MiniTest 600 N

Недостатки связаны с бюджетной реализацией – невозможность смены преобразователей и слабая защита индикатора (легко царапающаяся прогибающаяся пленка).

Основные технические характеристики прибора MiniTest600

Диапазон измерения, мкм /(преобр.) 0…3000 (N-probe)

Погрешность, мкм ±[(0,02) Т_п +2]

Дискретность отсчета, мкм 0,1; 1

Диаметр зоны измерения, мм 20

Минимальный радиус изделия, мм 5

Метод калибровки одно- и двухточечная

Габаритные размеры прибора, мм 115х64х25

Масса, г 200

Диапазон рабочих температур, ^оС от 0 до + 50

Толщиномеры серии MiniTest 4100 – 3100 – 2100 - 1100 (рис. 2.102). Серия многофункциональных приборов с большим набором первичных преобразователей для решения широкой гаммы задач измерения толщин диэлектрическтих покрытий на электропроводящих неферромагнитных основаниях – от микронных на изделиях с малыми габаритами или внутри труб (преобразователи карандашного типа с диаметром зоны измерения 5 мм), до покрытий специального назначения толщиной до 100 мм. Простые в эксплуатации приборы позволяют производить накопление результатов измерения (с разбиением на группы со статистической обработкой и допусковым контролем), передачу их в компьютер по каналу RS232C, распечатку на специализированном принтере. Объем памяти и функциональные возможностью определяются номером модели, по нисходящей.

Рис. 2.102. Внешний вид толщиномеров серии MiniTest 4100 – 3100 – 2100 - 1100

Общая характеристика преобразователей. При разработке комплекта преобразователей к серии толщиномеров MiniTest 4100 – 3100 – 2100 - 1100 (рис. 2.103) были решены следующие задачи:

- освоен выпуск трех функциональных групп преобразователей: малогабаритных на диапазон толщин до 1600 мкм (для анодноокисных и лакокрасочных покрытий), общего назначения на диапазон толщин до 3000 мкм (для лакокрасочных и порошковых покрытий) и специального назначения на диапазон толщин до 100 мм (битумных, стеклянных, бетонных и др.);

- существенно снижена истираемость опорной поверхности сердечников (за счет использования рубинов, специальных твердосплавных сталей и высокопрочных покрытий);

- обеспечена повторяемость характеристик первичных и вторичных преобразователей, что позволило производить запись градуировочных характеристик преобразователей в память, располагаемую в разъеме соединительного кабеля.

Рис. 2.103. Внешний вид вихретоковых частотных первичных преобразователей к серии толщиномеров MiniTest 4100 – 3100 – 2100 - 1100

Преобразователи удобны в работе, имеют хорошую эргономику.

Основные технические характеристики прибора Minitest4100

Диапазон измерения, мкм /(преобр.) 0…1600 (N02)

Диапазон измерения, мкм /(преобр.) 0…3000 (N1,5)

Диапазон измерения, мм /(преобр.) 0…10 (N2/90)

Диапазон измерения, мм /(преобр.) 0…100 (T100)

Диапазон измерения, мкм /(преобр.) 0…80 (N08СR)*

Диапазон измерения, мкм /(преобр.) 10…200 (СN02)**

Погрешность, мкм ±[(0,01…3) Т_п +1]

Дискретность отсчета, мкм 0,1; 1; 10

Метод калибровки одно- и двухточечная

Габаритные размеры прибора, мм 150х82х35

Масса, г 180

Диапазон рабочих температур, ^оС от 0 до + 50

*хром на меди

**медь на диэлектрике

Сервисные характеристики приборов: встроенная память результатов, статистическая обработка результатов, допусковый контроль, запоминание последней калибровки, связь с компьютером.

Толщиномеры серии MiniTest 700 (рис. 2.104). Серия многофункциональных приборов последнего поколения, реализующая новую идеологию SIDSP® (Sensor Integrated Digital Signal Processing – цифровая обработка измерительной информации в преобразователе).

Рис. 2.104. Внешний вид толщиномера MiniTest700 (со встроенным и выносным преобразователями)

Измерительный преобразователь (первичный измерительный преобразователь и вторичный измерительный преобразователь) после измерения вычисляет значение толщины по хранящейся в его памяти градуировочной характеристике. При этом применяются методы обработки измерительной информации, используемые в цифровой телефонии – фильтрация, усреднение и др. По утверждению фирмы, это позволило поднять чувствительность и, соответственно, уменьшить временной дрейф и влияние мешающих факторов, прежде всего температуры, на результаты измерения. Приборы позволяют выбрать оптимальный темп и режим измерений в зависимости от требуемой погрешности, диапазона измерения и производительности, выполнять установку нуля, двух – и трехточечную калибровку. Заявленная основная допустимая погрешность измерений составляет от ± (0,0075T_изм + 1) до ± (0,0075T_изм + 5) мкм, в зависимости от типа преобразователя и диапазона измерения. Наличие памяти большого объема и мощного процессора позволяет выполнять статистическую обработку больших массивов информации по сложным алгоритмам. В состав прибора могут входить два вихретоковых преобразователя на диапазоны толщин до 0,7 и 2,5 мм. Большой графический дисплей с подсветкой позволяет выводить результаты измерений большими цифрами, а также служебную информацию, облегчающую работу, удобно представлять результаты статистической обработки результатов. Прибор имеет удобный, интуитивно понятный, дружественный интерфейс. Передача результатов в компьютер с использованием встроенного IrDA (инфракрасного) порта. Модель 720 выпускается со встроенным преобразователем, модель 730 с подключаемыми преобразователями, модель 740 - с возможностью работы со встроенными и подключаемыми преобразователями (через специальный переходник). Модели отличаются объемом памяти (от 10000 до 100000 ячеек). Приборы работают от температуры минус 10⁰ С и выше.

Из недостатков хотелось бы отметить следующее: у данного прибора увеличение индикатора привело к неоправданному увеличению габаритов (157х76х50 мм), и это не смотря на то, что вторичный измерительный преобразователь вынесен. Работа со встроенным преобразователем неудобна, особенно на радиусных поверхностях.

Helmut Fischer. Немецкая фирма – производитель толщиномеров покрытий самого различного назначения, в том числе магнитоиндукционных.

Толщиномер DUALSCOPE MP0 (рис. 2.105). Компактный прибор со встроенным первичным преобразователем, реализующий принцип «one-hand operation» и одна кнопка – одна функция.

Рис. 2.105. Внешний вид толщиномера DUALSCOPE MP0

Предназначен для измерения толщины диэлектрических покрытий на плоских, квазиплоских и цилиндрических электропроводящих неферромагнитных изделиях в диапазоне до 2000 мкм с основной допустимой погрешностью измерения от ± 1,5 мкм (T_изм ≤75 мкм) до ± (0,02...0,03)T_изм, мкм. Позволяет производить статистическую обработку результатов в процессе измерения на выбранном участке или группе изделий. В основном предназначен для использования при лакокрасочных работах. Имеет два дисплея (сверху и сбоку). Главное назначение – контроль качества покрытий при проведении окрасочных работ в различных отраслях промышленности. Недостатком является возможность проведения измерений при температурах более плюс 5⁰ С и сложность калибровки на изделиях с большой шероховатостью.

Основные технические характеристики приборов Dualscope MPO

Диапазон измерения, мкм 0…2000

Погрешность, мкм ±[(0,02…0,03) Т_п +1,5]

Дискретность отсчета, мкм 0,5; 1

Диаметр зоны измерения, мм 20

Минимальный радиус изделия, мм 5

Метод калибровки одно- и двухточечная

Масса, г 160

Диапазон рабочих температур, ^оС от 5 до + 40

Толщиномеры серии FMP10, FMP20, FMP30 and FMP40 (рис. 2.106). Серия приборов нового поколения для использования в производственных условиях при контроле качества продукции и отработке технологических процессов нанесения диэлектрических покрытий в диапазоне толщин от 1 до 1200 мкм на цветных металлах.

Рис. 2.106. Внешний вид толщиномера серии FMP10

Использование модульного принципа построения позволяет конфигурировать электронный блок и комплект преобразователей, устраивающий потребителя оптимальным образом. Приборы реализуют новые методики проведения измерений и представления результатов с максимальным использованием возможностей графического индикатора большого размера и высокого разрешения (240х160 пикселей). Использование принципов одна кнопка – одна функция и дружественного интерфейса индикатора позволяет интуитивно освоить работу с прибором. Новое поколение износоустойчивых первичных преобразователей обеспечило возможность реализации новых алгоритмов контроля, например, возможность сканирования зоны контроля с последующей выдачей статистических результатов в цифровом и графическом виде с возможностью их передачи в компьютер по каналу связи USB.

Для использования в комплекте с вихретоковыми частотными преобразователями (рис. 2.106) предназначены приборы DELTASCOPE FMP10 и FMP30, отличающиеся функциональными возможностями представления результатов статистической обработки и допускового контроля, а также методиками проведения измерений (в частности зонного сканирующего контроля)

Большой набор преобразователей позволяет потребителю выбрать оптимальный для применения.

Рис. 2.107. Вихретоковые преобразователи к толщиномерам

DELTASCOPE FMP10 и FMP30

Преобразователи имеют высокую повторяемость характеристик. Фирма в ряде случаев берется за адаптацию преобразователей применительно к задачам заказчика.

К недостаткам приборов можно отнести следующее: относительно большие габариты (170х89х40 мм) и, применительно к российским условиям, очень узкий температурный диапазон (от плюс 10⁰ С до плюс 40⁰ С).

Основные технические характеристики приборов Dualscope FMP

Диапазон измерения, мкм /(преобр.) 0…700 (EGA06H)

Диапазон измерения, мкм /(преобр.) 0…1200 (ETA3,3H)

Диапазон измерения, мкм /(преобр.) до 3500 (EA9)

Диапазон измерения, мм /(преобр.) до 70 (EA70)

Погрешность, мкм Т_п < 50 мкм ±0,3

50мкм <Т_п < 800 мкм ±[(0,005) Т_п +1]

Далее ±[(0,025) Т_п +1]

Дискретность отсчета, мкм 0,1; 1; 10

Метод калибровки одно- и двухточечная

Габаритные размеры прибора, мм 170х89х40

Масса, г 220

Диапазон рабочих температур, ^оС от 0 до + 50

Сервисные характеристики приборов: режим сканирования, встроенная память результатов, статистическая обработка результатов, допусковый контроль, запоминание последней калибровки, связь с компьютером

Толщиномер DUALSCOPE FMP100 (рис. 2.108). Прибор, внешне выступающий как логическое развитие серии приборов FMP10, FMP20, FMP30 and FMP40. Разработан на базе карманного компьютера со всеми присущими ему достоинствами (большой яркий цветной графический дисплей, возможность самостоятельной разработки программ обработки и представления результатов, связь с внешними компьютерами) и недостатками (большое потребление энергии, неудобство управления с использованием стилоса, большие габариты прибора, высокая стоимость, отсутствие явных улучшений по метрологии, чрезвычайно узкий температурный диапазон и др.). Внешне являясь логическим завершением приборов серии FMP, прибор имеет все предпосылки быть непринятым рынком, как и абсолютное большинство похожих разработок на базе карманных компьютеров. Может использовать преобразователи, описанные выше. На российском рынке официально не представлен.

Рис. 2.108. Внешний вид толщиномера DUALSCOPE FMP100.

List-Magnetik. Немецкий разработчик и производитель приборов неразрушающего контроля, в том числе толщиномеров покрытий.

Толщиномер MEGA-CHECK (рис. 2.109). Многофункциональный прибор для измерения широкой номенклатуры защитных покрытий, в том числе диэлектрических на электропроводящих неферромагнитных основаниях в диапазоне толщин от нескольких мкм до 30 мм с основной допустимой погрешностью ± 1 мкм (в диапазоне до 100 мкм); ± 0,01T_изм (в диапазоне до 1 мм) и ± (0,03...0,05)T_изм (в диапазоне более 1 мм). Прибор реализует алгоритм дружественного интерфейса, имеет большой графический дисплей, использует различные алгоритмы измерения и представления результатов, в том числе статистически обработанных. Позволяет накапливать в памяти результаты измерений с возможностью передачи в компьютер по радио USB – интерфейсу. Отличительной особенностью является наличие микроконтролера в составе измерительного преобразователя, преобразующего измерительную информацию в цифровой вид и передающую ее в электронный блок для вычисления толщины покрытия. Толщиномер выпускается в трех исполнениях (basic, profi и master), незначительно отличающихся функциональными возможностями.

Рис. 2.109. Внешний вид толщиномера MEGA-CHECK

В состав прибора могут входить два вихретоковых частотных первичных преобразователя (рис. 2.110), предназначенных для измерения толщины на малогабаритных деталях и на внутренней поверхности труб, лакокрасочных покрытий на квазиплоских изделиях и битумных и др. покрытий специального назначения толщиной до 2500 мкм.

Рис. 2.110. Вихретоковые частотные преобразователи к толщиномеру MEGA-CHECK

Отличительной особенностью преобразователей является поворачиваемый чувствительный элемент. Преобразователи имеют хорошие эргономику и надежность.

Недостатки толщиномера. Прежде всего, это неоправданно большие габариты (198х92х35 мм), особенно в сравнении с выпускавшимися до этого приборами аналогичного назначения, упомянутыми в начале. Наличие малогабаритного резьбового разъема на преобразователе также неоднозначно воспринимается потребителями (чаще всего он не разнимается с преобразователем). Не нормирован рабочий температурный диапазон.

Толщиномер EASY-CHECK FE (рис. 2.111). Данный прибор позиционируется фирмой как единственный в мире карманный толщиномер с поворотным первичным преобразователем для контроля защитных покрытий в общем случае, в труднодоступных местах, на внутренней и наружной поверхности труб. Диапазон измеряемых толщин диэлектрических покрытий на неферромагнитных электропроводящих основаниях до 2500 мкм. Основная допустимая погрешность измерения ± 1 мкм (в диапазоне до 100 мкм); ± 0,01T_изм (в диапазоне до 1 мм) и ± (0,03...0,05)T_изм (в диапазоне более 1 мм). Алгоритм управления реализует функции включения, калибровки, выключения и просмотра статистики по результатам измерения с использованием одной кнопки. Прибор имеет ударопрочный корпус, надежен и прост в эксплуатации при проведении измерений на алюминиевых сплавах в цеховых условиях.

Рис. 2.111. Внешний вид толщиномера EASY-CHECK FE

Толщиномер MEGA-CHECK POCKET (рис. 2.112). Карманный прибор для измерения, в том числе, толщины защитных диэлектрических покрытий на электропроводящих неферромагнитных изделиях с выносным преобразователем. Диапазон контролируемых толщин до 5 мм. Основная допустимая погрешность измерения ± 1 мкм (в диапазоне до 100 мкм); ± 0,01T_изм (в диапазоне до 1 мм) и ± (0,03...0,05)T_изм (в диапазоне более 1 мм). Алгоритм управления реализует функции включения, калибровки, выключения и просмотра статистики по результатам измерения с использованием одной кнопки. Отличительной особенностью является наличие микроконтролера в составе измерительного преобразователя, преобразующего измерительную информацию в цифровой вид и передающую ее в электронный блок для вычисления толщины покрытия. Прибор достаточно прост в эксплуатации.

Рис. 2.112. Внешний вид толщиномера MEGA-CHECK POCKET

с преобразователем

К недостаткам можно отнести малый размер цифр на индикаторе (высота 7,5 мм) и относительную сложность калибровки (требует запоминания).

Phynix. Немецкий разработчик и производитель толщиномеров защитных покрытий оригинальной идеологии.

Толщиномеры Pocket-Surfix, Surfix easy, PaintCheck серии N (рис. 2.113). Серия малогабаритных толщиномеров со встроенными преобразователями для измерения толщины лакокрасочных, порошковых и др. диэлектрических покрытий на плоских и квазиплоских изделиях из цветных металлов. Приборы выпускаются в одном корпусе, отличаются функциональными возможностями, погрешностью измерения и возможностью сохранения результатов измерения. PaintCheck – простейший некалибруемый прибор со встроенным преобразователем для оперативного измерения толщины лакокрасочных и др. покрытий на алюминиевых сплавах в диапазоне до 2000 мкм с погрешностью на уровне

± (0,05T_изм + 5) мкм. Surfix easy – простейший прибор с возможностью установки нуля. Выпускается со встроенным или выносным несменным преобразователем. Позволяет производить измерения в диапазоне до 3500 мкм с погрешностью на уровне ± (0,03T_изм + 3) мкм. Pocket-Surfix – простейший прибор с возможностью установки нуля или калибровки в одной точке. Диапазон измерения 1500 мкм. Выпускается со встроенным преобразователем. Две модификации – без памяти или с памятью. При этом позволяет сохранять до 80 результатов измерения и выдавать по ним статистику. Заявленная погрешность измерения ± (0,01T_изм + 1) мкм, очевидно обеспечиваемая в узком диапазоне относительно точки калибровки. Имеет IrDA порт. Все приборы могут производить измерения в температурном диапазоне от нуля до плюс 50⁰ С.

Рис. 2.113. Внешний вид толщиномеров Pocket-Surfix, Surfix easy, PaintCheck

Приборы в целом достаточно удобны в эксплуатации при проведении измерений на плоских и квазиплоских изделиях.

Толщиномеры Surfix S и Surfix-Pro S серии N (рис. 2.114). Серия многофункциональных толщиномеров широкой номенклатуры диэлектрических защитных покрытий для измерений в диапазоне от нескольких мкм до 3500 мкм с заявленной основной допустимой погрешностью от ± (0,01T_изм + 1) в диапазоне до 1 мм до ± (0,01T_изм + 3) в диапазоне до 3500 мкм. Приборы реализуют алгоритм дружественного интерфейса. Наличие и объем памяти для хранения результатов измерения зависит от модели. Модели со встроенной памятью позволяют производить статистическую обработку и передавать результаты измерений в компьютер по IrDA – интерфейсу. Для обеспечения оговоренной погрешности измерений можно выполнять одно- или двухточечную калибровку. Приборы в целом достаточно просты в эксплуатации.

Рис. 2.114. Внешний вид толщиномеров Surfix S и Surfix-Pro S.

В комплект может входить до четырех первичных преобразователя на диапазоны толщин до 3500 мкм и 10 мм (рис. 2.115).

Рис. 2.115. Вихретоковые частотные преобразователи к толщиномерам Surfix S и Surfix-Pro S

К недостаткам следует отнести: небольшой знакосимвольный индикатор морально устаревшей конструкции с цифрами и символами малого размера, а также возможность работы только при положительных температурах, сложную последовательность действий при ряде операций.

DeFelsko – ведущий американский производитель толщиноемров защитных покрытий.

Толщиномер PosiTector 6000 F (FNF) (рис. 2.116). Базовый прибор фирмы. Прибор выпускается в двух исполнениях - со встроенным первичным преобразователем и с выносными преобразователями, соединяемыми с блоком обработки и представления результатов кабелем с разъемом. Комплект вихретоковых частотных первичных преобразователей позволяет контролировать диэлектические покрытия на электропроводящих неферромагнитных изделиях различного назначения – от плоских и квазиплоских крупногабаритных до малоразмерных (радиусных, сферических) и в труднодоступных местах (различные выступы, ребра и т.д.) в диапазоне толщин от нескольких мкм до 13 мм.

Рис. 2.116. Внешний вид толщиномера PosiTector 6000 FNF и первичных преобразователей

Прибор имеет большой хорошо читаемый индикатор и отличную эргономику в варианте с выносными преобразователями. К недостаткам следует отнести посредственную температурную стабильность и сложный алгоритм калибровки, невозможность проведения измерений при отрицательных температурах.

Основные технические характеристики прибора PosiTector 6000

Диапазон измерения, мкм /(преобр.) 0…1500 (N1)

Диапазон измерения, мкм /(преобр.) 0…6000 (FNTS)

Диапазон измерения, мкм /(преобр.) 0…625 (N0S1)

Погрешность, мкм ±[(0,01...0,03) Т_п +2]

Дискретность отсчета, мкм 0,1; 1

Метод калибровки одно- и двухточечная

Габаритные размеры прибора, мм 146х64х31

Масса, г 200

Диапазон рабочих температур, ^оС от 0 до + 40

Сервисные характеристики прибора: встроенная память результатов, статистическая обработка результатов, допусковый контроль, запоминание последней калибровки, связь с компьютером.

Толщиномер PosiTest DFT Combo (рис. 2.117). Толщиномер для измерения, в том числе, толщины лакокрасочных покрытий на плоских и квазиплоских изделиях из электропроводящих неферромагнитных материалов. Прибор имеет только функцию установки нуля, обеспечивает погрешность на уровне двух - трех процентов на узкой группе сталей в диапазоне до 1000 мкм.

Рис. 2.117. Внешний вид толщиномера PosiTest DFT Combo

К достоинствам прибора можно отнести большой индикатор, переворачиваемый дисплей и простоту эксплуатации.

Основные технические характеристики прибора PosiTest DFT

Диапазон измерения, мкм /(преобр.) 0…1000 (N1)

Погрешность, мкм ±[(0,03) Т_п +2]

Дискретность отсчета, мкм 1

Диаметр зоны измерения, мм 17

Минимальный радиус изделия, мм квазиплоские

Метод калибровки одноточечная

Габаритные размеры прибора, мм 100х38х23

Масса, г 150

Диапазон рабочих температур, ^оС от 0 до + 40

Константа. Разработчик и производитель большой номенклатуры приборов неразрушающего контроля, в том числе толщиномеров покрытий, использующих магнитоиндукционный метод.

Толщиномер Константа МК3 - ПД (рис. 2.118). Простейший карманный вихретоковый частотный толщиномер защитных покрытий (лакокрасочных, порошковых и др. диэлектрических) на изделиях из цветных металлов. Диапазон измеряемых толщин до 1500 мкм с погрешностью не более ± (0,03T_изм + 2) мкм. Калибровка прибора решена оригинальным образом. При установке нуля (проведении измерения на изделии без покрытия) и верхнего предела измерения (проведении измерения на одной из входящих в комплект тетрофталатных пленок – мер толщины) в момент нажатия кнопки КАЛИБРОВКА автоматически устанавливает ноль и верхний предел измерения. Время непрерывной работы от свежей батареи более 300 часов. Прибор производит измерения в температурном диапазоне от нуля до плюс 50⁰ С с автоматической компенсацией дрейфа.

Недостатки – работа в диапазоне положительных температур, отсутствие варианта со встроенным преобразователем.

Рис. 2.118. Внешний вид толщиномера Константа МК3 -ПД

Толщиномер Константа МК4-ПД (рис. 2.119). Карманный многофункциональный толщиномер диэлектрических защитных покрытий на изделиях из электропроводящих неферромагнитных материалов. Может комплектоваться одним преобразователем из производимых предприятием (начиная от ПД0 - для измерения микронных покрытий на малоразмерных деталях, до ПД6 - для измерения сверх толстых покрытий). Обеспечивает погрешность измерения на уровне ± (0,01...0,03)Т_изм в зависимости от преобразователя, которым он укомплектован. Прибор имеет графический дисплей с большими хорошо читаемыми цифрами и символами. Дружественный интерфейс в совокупности с решением одна кнопка – одна функция позволяют интуитивно освоить его эксплуатацию. В процессе измерений можно выполнять допусковый контроль и вычислять среднее значение толщины по зоне. Позволяет производить измерения в температурном диапазоне до минус 10⁰ С.

Рис. 2.119. Внешний вид толщиномера Константа МК4-ПД

Недостатки - отсутствие подсветки индикатора.

Основные технические характеристики прибора Константа МК4ПД

Диапазон измерения, мкм /(преобр.) 0…2000 (ПД1)

Погрешность, мкм ±[(0,02) Т_п +1]

Дискретность отсчета, мкм 1

Диаметр зоны измерения, мм 6

Минимальный радиус изделия, мм 2

Метод калибровки одно- и двухточечная

Габаритные размеры прибора, мм 95х445х20

Масса, г 140

Диапазон рабочих температур, ^оС от -10 до + 50

Толщиномер Константа К5 (рис 2.90, а) Малогабаритный многофункциональный толщиномер защитных покрытий всех типов. Прибор может комплектоваться вихретоковыми частотными преобразователями (рис. 2.120) для решения широкой гаммы задач измерения гальванических покрытий на электропроводящих неферромагнитных основаниях в диапазоне толщин до 30 ... 100 мкм, а также лакокрасочных, мастичных, битумных, огне- и теплозащитных и др. покрытий толщиной от нескольких мкм до 150 мм. Прибор обеспечивает основную допустимую погрешность измерения на уровне ± (0,01...0,02)T_изм в зависимости от преобразователя. Прибор сочетает дружественный интерфейс и принцип “одна кнопка – одна функция”, что делает работу с ним легкой и приятной. Графический дисплей с подсветкой позволяет отображать измерительную и служебную информацию оптимальным образом. В процессе измерений можно вычислять среднее значение толщины и др. статистические показатели, сохранять результаты в памяти и передавать их в компьютер по каналу связи USB. Имеется возможность производить калибровку с усреднением. Применение тестовых методов обработки измерительной информации практически исключило временной и температурный дрейф показаний ( в диапазоне от минус 20⁰ С до плюс 50⁰ С).

Недостатки: - разъем для подключения преобразователей старой конструкции, недостаточная величина дисплея для отображения служебной информации в полном объеме.

Общая характеристика вихретоковых частотных преобразователей. За время выпуска толщиномера было освоено производство большой номенклатуры вихретоковых частотных преобрзователей, которые условно можно разделить на три группы:

- малогабаритные на диапазон толщин до 300 мкм (для гальванических и лакокрасочных покрытий);

- общего назначения на диапазон толщин до 3000 мкм (для лакокрасочных и порошковых покрытий);

- специального назначения на диапазон толщин до 150 мм (битумных, стеклянных, бетонных, огне- и теплозащитных и др.).

Преобразователи имеют встроенную энергонезависимую память для хранения грудуировочных характеристик, зашиваемых при их изготовлении. Это достигается благодаря повторяемости характеристик первичных и вторичных преобразователей. Применение высокотехнологичных материалов для изготовления корпусов и сердечников обеспечивает длительный срок их эксплуатации и малую истираемость.

Рис. 2.120. Базовые магнитоиндукционные преобразователи ПД0, ПД1, ПД2, ПД3, ПД4, ПД6 к толщиномерам Константа К5, Константа К6 и Константа К7

Толщиномер Константа К6 (рис. 2.90 б). По основным схемотехническим решениям прибор близок к Константа К5. Отличается возможностью проведения допускового контроля, большим объемом памяти, модернизированными меню и клавиатурой, облегчающими эксплуатацию прибора. Прибор может эксплуатироваться с преобразователями, аналогичными Константа К5. Температурный диапазон от минус 20⁰ С.

Недостатки - недостаточная величина дисплея для отображения служебной информации в полном объеме.

Толщиномер Константа К7 (рис. 2.90 в). Прибор является развитием толщиномеров Константа К5 и Константа К6. Прибор может эксплуатироваться с преобразователями, аналогичными Константа К5. Отличается увеличенным размером дисплея, что позволило полностью модернизировать меню, алгоритмы представления измерительной и служебной информации, ввести дополнительные режимы измерений.

Прибор реализует режимы единичных и непрерывных измерений, переключаясь межу режимами автоматически, режим сканирования заданной зоны изделия с последующим представление отчета о результатах в виде гистограммы и статистических данных.

Вид представления служебной информации в сочетании с полноразмерной клавиатурой практически исключил неверные действия при эксплуатации прибора, позволил повысить производительность и достоверность. Большие хорошо читаемые цифры в сочетании с подсветкой существенно снижают утомляемость при измерениях. Температурный диапазон от минус 20⁰ С. Низкая потребляемая мощность обеспечивает время непрерывной работы до 300 часов от двух батарей ААА. Возможность сохранения большого объема результатов измерения в памяти с разбиением на группы с последующей и передачей в компьютер по каналу связи USB позволяет строить на его базе измерительные системы для отладки и сопровождения технологических процессов нанесения защитных покрытий в различных производствах.

Основные технические характеристики прибора Константа К5 (К6/К7)

Диапазон измерения, мкм /(преобр.) 0…300 (ПД0)

Диапазон измерения , мкм /(преобр.) 0…2000 (ПД1)

Диапазон измерения, мм /(преобр.) 0…12 (ПД2)

Диапазон измерения, мм /(преобр.) 0…70 (ПД4-Ф)

Диапазон измерения мкм /(преобр.) 0…30 (ПД0)*

Диапазон измерения, мкм /(преобр.) 10…200 (ПД0)**

Погрешность, мкм Т_п < 50 мкм ±1

50мкм <Т_п < 2000 мкм ±[(0,01) Т_п +1]

Далее ±[(0,02) Т_п +10]

Дискретность отсчета, мкм 0,1; 1; 10

Метод калибровки одно- и двухточечная

Габаритные размеры прибора, мм 120х60х55

Масса, г 150

Диапазон рабочих температур, ^оС от 0 до + 50

*электропроводящее покрытие на электропроводящем основании

**медь на диэлектрике

Сервисные характеристики приборов: встроенная память результатов, статистическая обработка результатов, допусковый контроль, запоминание последней калибровки, связь с компьютером. Для К7– наличие режимов сканирования, выдача статистических результатов в графическом виде

Time group. Китайский производитель добротных толщиномеров лакокрасочных, порошковых, эмалевых и др. подобных им покрытий.

Толщиномеры ТТ210 и ТТ211 (рис. 2.121). Последние из разработок фирмы. Малогабаритные приборы со встроенными преобразователями, приближающиеся по комплексу потребительских характеристик к европейским приборам. ТТ210 легко калибруется и проводит измерения с тактом примерно 1 сек. Погрешность измерения прибора на уровне ± [(0,03)h + (1...10)] мкм в диапазоне толщин до 1250 мкм. Прибор не имеет сервисных функций. Прибор ТТ211, выполненный в том же корпусе, имеет лучшие метрологические характеристики (Погрешность измерения прибора на уровне ± [(0,03)h + 1] мкм в диапазоне толщин до 1250 мкм), позволяет накапливать результаты измерения, производить их статистическую обработку и передавать в компьютер по каналу связи RS232. Приборы просты в эксплуатации, выполнены из добротных материалов, обеспечивают заявленную погрешность при двухточечной калибровке и неизменной положительной температуре воздуха. При значительной девиации температуры (порядка десяти градусов) погрешность измерения не обеспечивается, требуется повторная калибровка.

Рис. 2.121. Внешний вид толщиномеров TT210 и ТТ211

В последнее время на рынок вышло несколько китайских предприятий, разработавших вихретоковые частотные толщиномеры защитных покрытий под собственными торговыми марками и торговыми марками дилеров. В основном они пытаются занять нишу дешевых приборов со средними метрологическими характеристиками. Погрешности, заявляемые производителями, колеблются на уровне ± [(0,01...0,05) Т_п + (2...5)] мкм. Диапазон контролируемых толщин в большинстве случаев порядка 2000 мкм (для эмалевых, лакокрасочных, порошковых и аналогичных им покрытий). Стремление обеспечить низкую цену предполагает применение низкокачественных исходных материалов и комплектующих (кабелей, пластмасс, металлов, микросхем и т.д.) и простейших технологий обработки (опоры сердечников грубо обработаны, преобразователи могут заклинивать). Заявленные метрологические характеристики часто не выдерживаются, нет температурной и временной стабильности. Проведенные испытания приборов 8829 и 8822 фирмы Huatec показали низкую температурную стабильность (при изменении температуры от плюс 25⁰ С до плюс 40⁰ С без повторной калибровки погрешность измерения в точке ноль мкм составила 5 мкм, а в точке 244 мкм погрешность составила 28 мкм, что недопустимо для российских условий эксплуатации приборов), и, что самое удивительное, приборы не индицируют показания со знаком минус. Также у приборов низкая временная стабильность

Заключение

В целом вихретоковые методы измерения защитных покрытий, по совокупности решаемых задач, являются одними из самых применяемыхи отвечающими потребностям производств, связанных с нанесение лакокрасочных, порошковых, эмалевых, битумных, теплозащитных и др. аналогичных по физико-механическим характеристикам покрытий на изделия самого широкого применения – от простейших бытовых до особо ответственных для авиа и ракетостроения. Метод также нашел достаточное применение в гальванических производствах при измерении толщины неферромагнитных (цинковых, кадмиевых, хромовых и др. аналогичных) и ферромагнитных (электролитический никель) покрытий на металлических и диэлектрических изделиях различного назначения – от малогабаритных изделий до изделий с большой шероховатостью.

Основные усилия разработчиков должны быть направлены на уменьшение влияния разброса электропроводности и магнитной проницаемости покрытий и оснований и шероховатости основания на возникающую погрешность измерения, уменьшение диаметра зоны измерения и улучшение температурной и временной стабильности.