ضخامت سنج غیر تماسی چیست؟ همان طور که از نام این تجهیزات پیداست، به ضخامت سنجی گفته میشود که نیازی به تماس فیزیکی ندارند. در دنیای صنعت و تولید، اندازه گیری دقیق ضخامت مواد مختلف از اهمیت بالایی برخوردار است. این اندازه گیری ها نه تنها برای کنترل کیفیت بلکه برای اطمینان از عملکرد صحیح محصولات و تجهیزات نیز ضروری هستند. در گذشته، روش‌های سنتی اندازه‌گیری ضخامت اغلب به تماس مستقیم با سطح مورد نظر نیاز داشتند که ممکن بود به سطح آسیب رسانده یا دقت اندازه‌گیری را کاهش دهد. با پیشرفت تکنولوژی، دستگاه‌هایی به نام ضخامت‌سنج‌های غیرتماسی به بازار آمدند که این مشکلات را برطرف کرده و دقت و سرعت اندازه‌گیری را به میزان قابل توجهی بهبود بخشیدند.
ضخامت سنج غیرتماسی چیست؟
ضخامت‌سنج غیرتماسی دستگاهی است که برای اندازه‌گیری ضخامت مواد مختلف بدون نیاز به تماس فیزیکی با سطح مورد نظر استفاده میشود. این دستگاه‌ها با استفاده از فناوری‌های مختلفی مانند لیزر، اولتراسونیک، یا جریان‌های گردابی کار می‌کنند. در این روش‌ها، یک پرتو یا موج به سمت سطح مورد نظر تابیده شده و سپس سیگنال بازتاب شده توسط دستگاه تحلیل میشود. با توجه به زمان رفت و برگشت سیگنال و ویژگی‌های آن، ضخامت ماده محاسبه میشود.
نحوه کار ضخامت سنج غیرتماسی
در ادامه به بررسی نحوه کار این تجهیزات در هر یک از انواع آن ها خواهیم پرداخت :
ضخامت سنج های لیزری:
همانطور که در متن اصلی اشاره شد، ضخامت سنج های لیزری با ارسال یک پرتو نور به سطح مورد نظر و اندازه گیری زمان بازگشت آن کار می کنند. اما این تنها بخشی از داستان است.
- انتخاب طول موج لیزر: انتخاب طول موج لیزر بسته به نوع ماده و ضخامت مورد نظر بسیار مهم است. برخی مواد به طول موج های خاصی حساس تر هستند و بازتاب بهتری دارند.
- تأثیر خواص نوری ماده: ضریب شکست ماده، میزان جذب نور و پراکندگی نور در آن، همگی بر دقت اندازه گیری تأثیر می گذارند.
- تکنیک های پیشرفته: تکنیک هایی مانند تداخل سنجی لیزری و طیف سنجی لیزری به ضخامت سنج های لیزری اجازه می دهند تا اندازه گیری های دقیق تری را حتی در شرایط دشوار انجام دهند.
- کاربردها: ضخامت سنج های لیزری به طور گسترده در صنایع مختلف از جمله الکترونیک، هوافضا و پزشکی برای اندازه گیری ضخامت لایه های نازک، پوشش ها و فیلم های شفاف استفاده می شوند.
ضخامت سنج های اولتراسونیک:
ضخامت سنج های اولتراسونیک با ارسال امواج صوتی با فرکانس بالا کار می کنند، اما این امواج چگونه به ما اطلاعات درباره ضخامت می دهند؟
- تبدیل انرژی: ترانسدیوسر موجود در دستگاه، انرژی الکتریکی را به انرژی صوتی تبدیل کرده و سپس انرژی صوتی بازتاب شده را دوباره به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.
- تأثیر خواص آکوستیکی ماده: سرعت صوت در مواد مختلف متفاوت است و همچنین مواد مختلف میزان جذب و پراکندگی امواج صوتی را به شکل های مختلفی نشان می دهند.
- تکنیک های مختلف: تکنیک هایی مانند پالس اکو، رزونانس و روش های مداوم برای اندازه گیری ضخامت با استفاده از امواج اولتراسونیک وجود دارد.
- کاربردها: ضخامت سنج های اولتراسونیک در صنایع مختلفی مانند فلزکاری، پلاستیک، و ساخت و ساز برای اندازه گیری ضخامت مواد جامد و مایع استفاده می شوند.
ضخامت سنج های جریان های گردابی:
ضخامت سنج های جریان های گردابی با ایجاد یک میدان مغناطیسی متناوب کار می کنند، اما چگونه این میدان به ما اطلاعات درباره ضخامت می دهد؟
- جریان های گردابی القایی: میدان مغناطیسی متناوب، جریان های گردابی را در ماده رسانا القا می کند. شدت و توزیع این جریان ها به ضخامت ماده بستگی دارد.
- تغییرات امپدانس: تغییرات در شدت و توزیع جریان های گردابی باعث تغییر در امپدانس سیم پیچ ایجاد کننده میدان مغناطیسی می شود.
- کالیبراسیون: دستگاه با استفاده از استانداردهای کالیبراسیون، تغییرات امپدانس را به ضخامت ماده مرتبط می کند.
- کاربردها: ضخامت سنج های جریان های گردابی به طور گسترده در صنایع مختلفی مانند هوافضا، خودرو و نفت و گاز برای اندازه گیری ضخامت پوشش های فلزی و مواد رسانا استفاده می شوند.
مزایای ضخامت سنج‌های غیرتماسی
- عدم نیاز به تماس فیزیکی: این ویژگی باعث میشود که به سطح مورد نظر آسیبی وارد نشود و امکان اندازه‌گیری در سطوح حساس و شکننده فراهم شود.
- سرعت بالا: اندازه‌گیری ضخامت با استفاده از این دستگاه‌ها بسیار سریع انجام میشود.
- دقت بالا: این دستگاه‌ها دقت بسیار بالایی داشته و قادر به اندازه‌گیری ضخامت‌های بسیار کم هستند.
- عدم نیاز به آماده‌سازی نمونه: در بسیاری از موارد، نیازی به آماده‌سازی خاصی برای اندازه‌گیری نمونه نیست.
- قابلیت اندازه‌گیری انواع مواد: ضخامت‌سنج‌های غیرتماسی قابلیت اندازه‌گیری انواع مواد از جمله فلزات، پلاستیک‌ها، شیشه و مواد کامپوزیتی را دارند.
کاربردهای ضخامت سنج‌های غیرتماسی
- صنعت خودرو: برای اندازه‌گیری ضخامت پوشش‌های رنگ، ورق‌های فلزی و سایر قطعات خودرو.
- صنعت هوافضا: برای اندازه‌گیری ضخامت دیواره‌های مخازن سوخت، بال‌ها و سایر قطعات هواپیما.
- صنعت نفت و گاز: برای اندازه‌گیری ضخامت لوله‌ها و مخازن تحت فشار.
- صنعت الکترونیک: برای اندازه‌گیری ضخامت لایه‌های نازک در مدارهای مجتمع.
- صنعت ساخت و ساز: برای اندازه‌گیری ضخامت بتن، آسفالت و سایر مصالح ساختمانی.
عوامل موثر بر انتخاب ضخامت سنج غیرتماسی
- نوع ماده: نوع ماده مورد نظر یکی از مهم‌ترین عوامل در انتخاب ضخامت‌سنج است.
- ضخامت ماده: محدوده اندازه‌گیری ضخامت، عامل دیگری است که باید در نظر گرفته شود.
- دقت مورد نیاز: دقت مورد نیاز برای اندازه‌گیری نیز در انتخاب دستگاه موثر است.
- شرایط محیطی: شرایط محیطی مانند دما، رطوبت و وجود تداخلات الکترومغناطیسی نیز باید در نظر گرفته شود.
نتیجه‌گیری
ضخامت‌سنج‌های غیرتماسی به عنوان ابزاری قدرتمند و دقیق در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. این دستگاه‌ها با حذف محدودیت‌های روش‌های سنتی اندازه‌گیری ضخامت، دقت و سرعت اندازه‌گیری را به میزان قابل توجهی بهبود بخشیده‌اند. با توجه به تنوع مدل‌ها و کاربردهای این دستگاه‌ها، انتخاب مناسب‌ترین ضخامت‌سنج برای هر کاربرد، نیازمند بررسی دقیق عوامل موثر بر انتخاب است.
