תקני סיווג ומדידה לקביעת עובי הציפוי
שכבת הכיסוי שנוצרה כדי להגן ולקשט את פני החומר, כגון ציפוי, ציפוי, ציפוי, שכבת הדבקה, סרט שנוצר בצורה כימית וכו', נקראת ציפוי בתקנים לאומיים ובינלאומיים רלוונטיים.
מדידת עובי ציפוי הפכה לחלק חשוב בבדיקת האיכות של תעשיית העיבוד והנדסת פני השטח, והיא מהווה אמצעי חיוני לעמידה בתקני איכות גבוהים של מוצרים. על מנת להפוך את המוצרים לבינלאומיים, קיימות דרישות ברורות לעובי החיפוי בסחורות הייצוא של ארצי ובפרויקטים הקשורים לחו"ל.
שיטות המדידה של עובי הציפוי כוללות בעיקר: שיטת חיתוך טריז, שיטת חתך אופטי, שיטת אלקטרוליזה, שיטת מדידת הפרשי עובי, שיטת שקילה, שיטת הקרינה של קרני רנטגן, שיטת פיזור חזרה של קרני, שיטת קיבול, שיטת מדידה מגנטית וחוק מדידת זרם מערבולת ועוד. בין השיטות הללו, חמש הראשונות הן בדיקה הרסנית, שיטות המדידה מסורבלות ואיטיות, ורובן מתאימות לבדיקת דגימה.
שיטות רנטגן וקרני הן מדידות ללא מגע ולא הרסניות, אך המכשירים מסובכים ויקרים וטווח המדידה קטן. בשל המקור הרדיואקטיבי, על המשתמשים לעמוד בתקנות ההגנה מפני קרינה. שיטת רנטגן יכולה למדוד ציפוי דק במיוחד, ציפוי כפול וציפוי סגסוגת. שיטת ה-ray מתאימה למדידת הציפוי והציפוי עם מספר אטומי של המצע גדול מ-3. שיטת הקיבול משמשת רק כאשר מודדים את עובי הציפוי המבודד של מוליך דק.
עם התקדמות הטכנולוגיה, במיוחד לאחר כניסת טכנולוגיית המיקרו-מחשבים בשנים האחרונות, מד העובי בשיטה מגנטית ובשיטת זרם מערבולת עשה צעד קדימה בכיוון של מיניאטורי, אינטליגנטי, רב תפקודי, דיוק גבוה ומעשי. רזולוציית המדידה הגיעה ל-0.1 מיקרון, והדיוק יכול להגיע ל-1 אחוז, אשר שופר מאוד. יש לו טווח יישומים רחב, טווח מדידה רחב, תפעול קל ומחיר נמוך. זהו מכשיר מדידת העובי הנפוץ ביותר בתעשייה ובמחקר מדעי.
1. עקרון מדידת משיכה מגנטית ומד עובי
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 ולוחות פלדה מגולגלים קרים, מדי עובי מגנטי הם הנפוצים ביותר בשימוש. 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 ניתוק הפלדה המגנטית. 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 חומר החיפוי הוא גם מגנטי, ההבדל בחדירות 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. הוא גם מאמץ את המעגל המשולב החדש שתוכנן ומציג את המיקרו-מחשב, כך שדיוק המדידה והשחזור שופרו מאוד (כמעט סדר גודל). למד עובי האינדוקציה המגנטי המודרני יש רזולוציה של עד 0.1um, שגיאה מותרת של 1 אחוז וטווח של 10 מ"מ.
מד עובי העיקרון המגנטי יכול לשמש למדידה מדויקת של שכבת הצבע על משטח הפלדה, חרסינה, שכבת מגן אמייל, פלסטיק, ציפוי גומי, שכבות שונות של ציפוי מתכות לא ברזליות כולל ניקל וכרום, וציפויים שונים נגד קורוזיה עבור כימיקלים נֵפט. ציפוי.
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 כליבות 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.
