שלוש שיטות מדידה של מד עובי ציפוי
1. עקרון מדידת כוח מגנטי ומד עובי ציפוי
כוח היניקה בין המגנט (הבדיקה) לפלדה המגנטית הוא פרופורציונלי למרחק בין השניים, ומרחק זה הוא עובי החיפוי. באמצעות עיקרון זה להכנת מד עובי, כל עוד ההבדל בין החדירות המגנטית של הציפוי לחומר הבסיס גדול מספיק, ניתן למדוד אותו. לאור העובדה שרוב המוצרים התעשייתיים מוטבעים ויוצרים על ידי פלדה מבנית ופלטות פלדה מגולגלות קר, מדדי עובי מגנטיים הם הנפוצים ביותר. המבנה הבסיסי של מד העובי מורכב מפלדה מגנטית, קפיץ ממסר, קנה מידה ומנגנון עצירה עצמית. לאחר שהפלדה המגנטית נמשכת לאובייקט הנמדד, קפיץ המדידה מתארך בהדרגה לאחר מכן, וכוח המשיכה מוגבר בהדרגה. כאשר כוח המשיכה גדול רק מכוח היניקה, ניתן לקבל את עובי הציפוי על ידי רישום כוח המשיכה ברגע שבו הפלדה המגנטית מנותקת. מוצרים חדשים יותר יכולים להפוך את תהליך ההקלטה הזה לאוטומטי. לדגמים שונים יש טווחים שונים והזדמנויות ישימות.
מכשיר זה מאופיין בהפעלה קלה, עמידות, ללא אספקת חשמל, ללא כיול לפני מדידה ומחיר נמוך. הוא מתאים מאוד לבקרת איכות במקום בסדנאות.
2. עקרון מדידת אינדוקציה מגנטית
כאשר משתמשים בעקרון האינדוקציה המגנטית, עובי הציפוי נמדד לפי גודל השטף המגנטי הזורם מהבדיקה דרך הציפוי הלא-פרומגנטי לתוך המצע הפרומגנטי. ניתן גם למדוד את גודל ההתנגדות המגנטורית המתאים כדי לציין את עובי הציפוי. ככל שהציפוי עבה יותר, חוסר הרצון גדול יותר והשטף קטן יותר. מד העובי המשתמש בעקרון האינדוקציה המגנטית יכול באופן עקרוני לקבל את העובי של הציפוי הלא מגנטי על המצע המגנטי. בדרך כלל, החדירות המגנטית של המצע נדרשת להיות מעל 500. אם גם חומר החיפוי מגנטי, הפרש החדירות מחומר הבסיס נדרש להיות גדול מספיק (כגון ציפוי ניקל על פלדה). כאשר הגשש עם הסליל כרוך על הליבה הרכה מונח על הדגימה לבדיקה, המכשיר יוציא אוטומטית את זרם הבדיקה או את אות הבדיקה. מוצרים מוקדמים השתמשו במד מצביע כדי למדוד את גודל הכוח האלקטרומוטיבי המושרה, והמכשיר הגביר את האות כדי לציין את עובי הציפוי. בשנים האחרונות, תכנון המעגלים הציג טכנולוגיות חדשות כמו ייצוב תדרים, נעילת פאזה ופיצוי טמפרטורה, ומשתמש בהתנגדות מגנטית כדי לווסת אותות מדידה. גם המעגל המשולב החדש שעוצב מאומץ, והמיקרו-מחשב מוצג, כך שדיוק המדידה והשחזור שופרו מאוד (כמעט סדר גודל). למד עובי האינדוקציה המגנטי המודרני יש רזולוציה של 0.1um, שגיאה מותרת של 1 אחוז וטווח של 10 מ"מ.
מד עובי העיקרון המגנטי יכול לשמש למדידת שכבת הצבע על משטח הפלדה, חרסינה, שכבת מגן אמייל, פלסטיק, ציפוי גומי, שכבות שונות של ציפוי מתכות לא ברזליות כולל כרום ניקל, וציפויים שונים נגד קורוזיה לתעשיית שמן כימי. .
3. עקרון מדידת זרם מערבולת
אות ה-AC בתדר גבוה יוצר שדה אלקטרומגנטי בסליל הגשש, וכאשר הגשש קרוב למוליך נוצרים בו זרמי מערבולת. ככל שהבדיקה קרובה יותר למצע המוליך, כך זרם המערבולת גדול יותר ועכבת ההשתקפות גדולה יותר. כמות משוב זו מאפיינת את המרחק בין הבדיקה למצע המוליך, כלומר, את עובי הציפוי הלא מוליך על המצע המוליך. מכיוון שבדיקות אלו מתמחות במדידת עובי ציפויים על מצעי מתכת לא פרומגנטיים, הם מכונים לעתים קרובות בדיקות לא מגנטיות. בדיקות לא מגנטיות משתמשות בחומרים בתדירות גבוהה בתור ליבות סליל, כגון סגסוגות פלטינה-ניקל או חומרים חדשים אחרים. בהשוואה לעיקרון של אינדוקציה מגנטית, ההבדל העיקרי הוא שהגשושית שונה, תדירות האות שונה, גודל וקנה המידה של האות שונים. כמו מד עובי האינדוקציה המגנטי, גם מד עובי זרם המערבולת הגיע לרמת רזולוציה גבוהה של 0.1um, שגיאה מותרת של 1 אחוז וטווח של 10 מ"מ.
מד העובי המשתמש בעקרון זרם המערבולת יכול באופן עקרוני למדוד את הציפוי הלא מוליך על כל המוליכים החשמליים, כגון פני השטח של כלי תעופה וחלל, כלי רכב, מכשירי חשמל ביתיים, דלתות וחלונות מסגסוגת אלומיניום ושאר מוצרי אלומיניום צבע משטח, ציפוי פלסטיק וסרט אנודייז. לחומר החיפוי יש מוליכות מסוימת, וניתן למדוד אותו גם בכיול, אך היחס בין המוליכות של השניים נדרש להיות שונה לפחות פי 3-5 (כמו ציפוי כרום על נחושת). למרות שמצעי פלדה הם גם מוליכים חשמליים, עקרונות מגנטיים מתאימים יותר למשימה מסוג זה.
