Profilery: Zařízení Pro Měření Drsnosti. Co To Je? Optické, Laserové A Jiné Bezkontaktní Modely

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-07 13:48

Profilometr Je speciální zařízení pro měření drsnosti povrchu jednotlivých částí, mechanismů a prvků vyrobených z materiálů různé hustoty. Pomáhá určit kvalitu produktu a potřebu dalšího zpracování. Použití, a zejména výběr zařízení, jsou důležitými kroky téměř v každém výrobním procesu. Proto před zakoupením a zahájením provozu měřiče byste měli podrobně prostudovat, jaké jsou typy profilometrů, jejich funkčnost a technologické vlastnosti.

Co to je?

Index drsnosti povrchu - to je jedna z hlavních technických charakteristik kvality výrobku určeného pro práci v drsných podmínkách, které zahrnují silné opotřebení materiálu výroby. Úroveň drsnosti bude určovat jak celkovou kvalitu práce produktu - jeho provozní parametry, tak dobu používání. Index drsnosti je velmi důležitý například pro spalovací motory a další podobné součásti a mechanismy s velkým počtem pohyblivých částí a prvků.

Během provozu na pracovních površích takových mechanismů probíhají kontinuální procesy, které mají negativní dopad na strukturu a integritu materiálu:

• tvorba třísek, trhlin a otřepů různých velikostí;
• mechanické opotřebení materiálu;
• eroze kovu, jeho částečné drcení.

Ke zvýšení technických a provozních charakteristik výrobku, zlepšení kvality jeho práce a prodloužení trvanlivosti významně pomáhá další technologické zpracování - broušení … Na tom bude záviset úroveň drsnosti povrchu, která se měří profilometrem.

Takové vznikající vady mohou mít na kvalitu mechanismu ještě větší vliv než silné přehřátí nebo nárazy, a v důsledku toho způsobit jeho deformaci rychleji. A k přehřátí samotného kovu nejčastěji dochází v důsledku nadměrného tření, jehož příčinou je nadměrná drsnost povrchu jednotlivého prvku.

Proto je to drsnost, která do značné míry ovlivňuje takové technické ukazatele materiálů, jako jsou:

• odolnost proti korozi;
• obecná trvanlivost;
• přípustný součinitel tření.

Toto zařízení vám umožňuje určit přesný stav povrchu materiálu, a co je nejdůležitější, potřebu jeho dalšího zpracování (čištění nebo broušení).

Pohledy

Podle principu činnosti jsou profilometry rozděleny na Kontakt a bezkontaktní zařízení. Kontaktní zařízení jsou vybavena speciálním ocelovým stylusem s tvrdou špičkou. Určuje úroveň drsnosti, pohybující se po povrchu výrobku, a poskytuje údaje obrazovce nainstalované v těle zařízení.

Bezkontaktní nebo optické profilometry určují úroveň drsnosti součásti pomocí optického senzoru a laseru, který také při zkoumání povrchu zobrazuje získaná data na speciálním miniaturním monitoru. Podívejme se podrobněji na oba typy profilometrů, vlastnosti jejich provozu a hlavní technické vlastnosti.

Kontaktujte profilometry

Pro ilustrativní příklad uvažujme jeden z nejběžnějších kontaktních profilometrů - zařízení s digitálním odečtem modelu 296. Je to typický zástupce zařízení této třídy měřicí techniky, jejichž provoz je založen na indukční konverzi signálu. Tento měřič je určen pouze k měření úrovně drsnosti plochých povrchů. Kontaktní profilometr se strukturálně skládá z následujících prvků:

• ocelové doteky s tvrdou, obvykle diamantovou špičkou;
• zařízení pro pohyb sondy;
• převodník úrovně drsnosti;
• digitální převodník a zesilovač výkonového signálu;
• displej nebo miniaturní monitor;
• reverzní senzory pro ovládání sondy, směr jejího pohybu;
• přepínač režimu měření;
• relé pro nastavení časového intervalu.

Profil 296, stejně jako zařízení podobné modifikace, například model profiler 130, jsou považována za stacionární měřicí zařízení. Tato zařízení se používají hlavně ke stanovení drsnosti povrchů pouze v laboratorních, dílenských podmínkách.

Kromě nich však existují také mobilní nebo přenosné profilovače kontaktů s malými rozměry. Například měřicí zařízení ruské výroby TR-100 s piezoelektrickým převodníkem.

Navzdory skutečnosti, že tento profilometr funguje na stejném principu jako předchozí modely, jeho funkčnost vám umožňuje určit úroveň drsnosti nejen na plochých, ale také na konvexních a konkávních plochách.

Úprava odečtu výstupního množství nebo indikace v model TR-100 prováděné na úkor speciální jednotky, dodatečně zabudované do hlavního operačního obvodu zařízení. Profilometr TR -100 má navíc širší rozsah měření - od 0,05 do 50 mikrometrů (μm). Jeho výraznou nevýhodou ve srovnání s laboratorními nebo dílenskými přístroji je nižší přesnost stanovení (rozdíl mezi modely je asi 10–12%).

Bezkontaktní profilometry

Na rozdíl od kontaktních modelů mají bezkontaktní profilometry více možností. Proto jsou dnes mnohem rozšířenější, častěji se používají ve výrobě. Jejich hlavními výhodami jsou možnost vzdáleného skenování, dále funkce online přenosu dat a automatický výstup informací na počítačový monitor nebo tiskárnu pro následný tisk . Přípustná vzdálenost nebo vzdálenost od zkoumaného povrchu bude záviset na konkrétním modelu měřiče. Stejně jako v případě kontaktních modelů se bezkontaktní zařízení dodávají ve dvou hlavních typech - stacionární a přenosné.

Bezkontaktní stacionární profilometr s funkcí záznamu získaného výsledku obsahuje následující prvky:

• přistávací deska se speciálními drážkami, ve kterých je upevněn testovaný materiál nebo výrobek;
• speciální laserová hlava pro skenování povrchu;
• optické zařízení s primárními měřicími měniči - speciální senzor nebo senzor;
• naváděcí kanál pro přenos vln - vlnovod;
• počítačový uzel s příslušným uživatelským rozhraním pro ovládání zařízení a připojení dalších záznamových zařízení k němu.

Promyšlená funkčnost bezkontaktního optického profilometru vám umožňuje určit a zobrazit na monitoru velmi velké a ve většině případů vyčerpávající množství potřebných informací. Podrobné údaje pomáhají stanovit co nejpřesněji úroveň drsnosti povrchu a potřebu dalšího zpracování. Výsledné informace obsahují takové důležité ukazatele, jako jsou:

• profil skenovací oblasti - podélný a příčný;
• maximální přípustná přesnost měření pro konkrétní povrch;
• diskrétnost (diskontinuita) měřicího kroku zařízení;
• chyba čtení v době skenování, stejně jako možná celková celková chyba.

Kromě hlavní funkce takové profilometry poskytují schopnost zaznamenejte výsledky získané na speciální termální tiskový papír . Samotný záznam je prováděn formou profilogramu, takže zařízení lze použít i jako plnohodnotný profilograf. Řízení a monitorování skenování se provádí v samostatném dialogovém režimu, což umožňuje opětovné měření úrovně drsnosti ne na celém produktu, ale pouze v požadovaných oblastech.

Jako příklad přenosného nebo mobilního bezkontaktního profilometru zvažte jeden z nejpopulárnějších modelů tohoto typu zařízení - metr německé výroby Mahr MarSurf PS1 . V tomto kompaktním zařízení je řídicí signál přenášen do příslušného obvodu pomocí speciálního optického senzoru. Náhodné nedobrovolné výkyvy (periodické dílčí změny) vzdálenosti mezi zkoumaným povrchem a čtecím přijímačem přístroje jsou kompenzovány automatickým systémem pro kalibraci kroku měření.

Profilometr je vybaven praktickým digitálním displejem a speciálním výsuvným bezkontaktním stylusem. Rozsah měření drsnosti v přenosný model Mahr MarSurf PS1 se pohybuje od 5 do 15 mikrometrů.

Stejně jako všechny moderní mobilní profilometry, zařízení pracuje nejen z elektrické sítě, ale také z vestavěných baterií. Existují také modely s vyjímatelnými bateriemi.

Jak vybrat?

Volba měřiče bude přímo záviset na typu zkoumaného povrchu a účelu, složitosti testovaného předmětu. Stacionární kontaktní a bezkontaktní profilometry poskytují přesnější a podrobnější posouzení úrovně drsnosti materiálu . Drsnost tvrdých povrchů, jako jsou součásti z uhlíkové oceli, se nejlépe měří diamantovým hrotem. Je pohodlnější provádět operativní nebo částečné hodnocení kvality zpracování materiálu pomocí přenosného počítače přenosné zařízení.

Optické bezkontaktní měřiče jsou určeny pouze pro skenování vyčištěných materiálů - prach a nečistoty mohou výrazně zkreslit výsledek.

Ve specifických výrobních podmínkách se pro kontrolu takových povrchů doporučuje použít kontaktní profilometry s tvrdými diamanty, jinak bude hodnota drsnosti nesprávná.