Měření tloušťky skleněných výrobků a povlaků

Tato poznámka k oblasti použití vysvětluje, jak měřit tloušťku stěny komerčních skleněných výrobků, například lahví, nádob, trubic, desek, skleněných pomůcek pro vědecké účely, žárovek a zářivek, a zároveň také tloušťku skleněných povlaků u nádrží se skleněnou vložkou. Zjistěte, jaké tloušťkoměry jsou doporučeny k měření tloušťky skla a jaké postupy se při měření skleněných materiálů používají. 

Základy měření tloušťky skla

Sklo je levný a všestranně využitelný technický materiál, který lze odlévat, tvářet nebo foukat do celé škály různých tvarů. Je také vysoce prostupný pro vysokofrekvenční zvukové vlny, což z něj dělá materiál mimořádně vhodný pro ultrazvukové měření tloušťky. Dále je sklo materiál, který není magnetický, k měření jeho tloušťky tak lze používat i měřidla tloušťky založená na Hallově jevu (známá také jako magnetická měřidla).

Geometrie většiny běžných skleněných výrobků způsobuje, že mechanické měření tloušťky pomocí posuvných měřítek nebo mikrometrů je obtížné nebo zcela nemožné. Prakticky všechny běžné skleněné výrobky lze však snadno měřit pomocí ultrazvukových nebo magnetických tloušťkoměrů. Zkoušení těmito tloušťkoměry za účelem měření tloušťky sklo nepoškozuje a měření jsou okamžitá, přesná a spolehlivá.

Přístroje a vybavení pro měření tloušťky skla

Mezi tloušťkoměry pro měření skla patří magnetické a ultrazvukové přístroje a vybavení pro měření tloušťky. Zde je přehled nástrojů používaných k měření tloušťky skla:

1. Magnetická měřidla

Tloušťkoměr Magna-Mike™ 8600, který pracuje na principu Hallova jevu, je vynikajícím přístrojem pro měření tloušťky skla v oblastech zahrnujících měření lahví, nádob a trubek s otevřeným koncem, kterým lze zavést cílovou kuličku, pokud tloušťka není větší než přibližně 25 mm (1 palec)

Měřidlo Magna-Mike 8600 využívá účinky magnetického pole k měření vzdálenosti mezi hrotem sondy přitlačeným na vnější plochu zkoušeného dílu a malou ocelovou cílovou kuličkou, která se pohybuje po odpovídajících místech uvnitř. Měřidlo Magna-Mike 8600 je často tou nejvhodnější volbou pro měření rohů a oblých míst s malým poloměrem, navíc není třeba provádět žádnou kalibraci pro konkrétní materiál.

K použití měřidla Magna-Mike 8600 pro měření skla není třeba žádné zvláštní nastavení ani pracovní postup. Přístroj se jednoduše použije tak, jak je popsáno v návodu k jeho použití. Pro měření skla se obvykle doporučuje standardní sonda 86PR-1. Za normálních okolností sonda ani cílová kulička průmyslové sklo nepoškrábou.

2. Ultrazvuková měřidla

Precizní ultrazvukové tloušťkoměry, jako jsou například měřidlo 39DL PLUS™ a měřidlo 45MG se softwarem Single Element, lze používat k měření běžných skleněných výrobků v rozsahu tloušťky od přibližně 0,125 mm (0,005 palce) do 500 mm (20 palců) Stejně jako v případě jakéhokoli jiného ultrazvukového měření tloušťky, tak i v tomto případě ultrazvukové měřidlo měří dobu průchodu vysokofrekvenčního ultrazvukového pulsu stěnou zkoušeného dílu tam a zpět a následně pomocí této naměřené doby průchodu a kalibrované rychlosti zvuku v materiálu vypočte tloušťku stěny.

Ultrazvuková měřidla je možné použít k měření všech běžných skleněných výrobků. Užitečná jsou zejména v případech, kdy je tloušťka skla větší než je rozsah měření tloušťky měřidla Magna-Mike 8600 pracujícího na principu Hallova jevu, v případech, kdy geometrie dílu neumožňuje zasunutí cílové kuličky (jako je tomu u uzavřených baněk světelných zdrojů), a tam, kde je vyžadována skutečně vysoká přesnost (blížící se +/- 0,002 mm neboli 0,0001 palce)

V precizních tloušťkoměrech, jako jsou například měřidlo 39DL PLUS a měřidlo 45MG se softwarem Single Element, jsou předem naprogramována výchozí nastavení sond, která lze použít pro většinu běžných nastavení měření skla. Je potřeba provést pouze kalibraci rychlosti a kalibraci nuly podle popisu uvedeného v návodu k použití daného měřidla. Ve spíše ojedinělých speciálních případech složitých geometrií nebo jiných podmínek, za kterých je měření obtížné, může být vyžadováno použití nastavení s přizpůsobenou sondou. Příkladem mohou být situace, ve kterých je z důvodu ostrých úhlů doporučen přístup fokusované imerze. U takových použití vám společnost Evident poskytne pomoc s nastavením měření.

7 běžných oblastí měření tloušťky skla

Tloušťkoměry pro měření skla se využívají k měření široké škály skleněných výrobků. V následujícím výčtu popíšeme nejčastější oblasti měření skla a pro každou takovou oblast uvedeme doporučené přístroje a vybavení.

1. Lahve a nádoby

K měření skleněných lahví a nádob se běžně používá tloušťkoměr pracující na principu Hallova jevu Magna-Mike 8600. Dobře však také fungují i ultrazvuková měřidla použitá s kontaktní sondou malého průměru, například M116 (20 MHz). Měření je rychlé, jednoduché a zcela nedestruktivní.

2. Skleněné trubice

Většinu krátkých úseků skleněných trubic lze snadno měřit tloušťkoměrem na principu Hallova jevu Magna-Mike 8600. Trubice lze měřit i ultrazvukem, a to pomocí kontaktní sondy malého průměru, například M116 (20 MHz). V případě trubic s velmi malým průměrem (průměr menší než přibližně 6,25 mm neboli 0,25 palce) jsou obecně doporučeny fokusované imerzní sondy, jako je M316-SU F-.75 (20 MHz), při jejichž použití je optimalizována akustická vazba pro šíření zvuku. Tyto sondy se obvykle používají s ostřikovačem B-103, který zajišťuje zachování orientace trubice vůči zvukovému svazku.

3. Tabule a desky

Zatímco tenčí tabule a desky (do 10 mm neboli 0,400 palce) lze snadno měřit tloušťkoměrem na principu Hallova jevu Magna-Mike 8600, silnější skleněné tabule se měří ultrazvukem. Tuto ultrazvukovou zkoušku lze provádět měřidlem 39DL PLUS nebo měřidlem 45MG se softwarem Single Element a kontaktními sondami, například M109 (5 MHz) a M106 (2.25 MHz).

4. Skleněné výrobky pro vědecké účely

Pokud tvar dílu umožňuje zasunutí cílové kuličky, lze sklo pro vědecké účely snadno měřit tloušťkoměrem Magna-Mike 8600 pracujícím na principu Hallova jevu. Uzavřené baňky světelných zdrojů a složité tvary, u kterých není možné cílovou kuličku použít, lze standardně měřit ultrazvukem pomocí precizních tloušťkoměrů. U trubic s velmi malým průměrem (menším než přibližně 6,25 mm neboli 0,25 palce) nebo malých kulových tvarů (průměr menší než přibližně 25 mm neboli 1 palec) jsou obecně doporučeny fokusované imerzní sondy, jako je M316-SU F-.75 (20 MHz), při jejichž použití je optimalizována akustická vazba pro šíření zvuku. Tyto sondy se obvykle používají s ostřikovačem, který zajišťuje zachování orientace trubice vůči zvukovému svazku.

5. Žárovky a zářivky

Tenké stěny skleněných žárovek a jiných světelných zdrojů lze měřit precizními tloušťkoměry a sondou s předsádkou M208 (20 MHz). U některých ostrých poloměrů může být nutné použít fokusovanou imerzní sondu s vhodným ostřikovačem. Tentýž tloušťkoměr a sondu lze použít také k měření tloušťky plastových ochranných povlaků, kterými jsou někdy skleněné baňky světelných zdrojů potaženy.

6. Skleněné povlaky

Skleněné povlaky, jako jsou například ochranné vložky některých nádrží na chemikálie, je obvykle možné měřit ultrazvukem. Měření se nejsnadněji provádí ze strany opatřené sklem. V případech, kdy je vnitřní část nepřístupná, lze tloušťku skleněné vložky změřit přes ocelovou stěnu. V mnoha případech lze měřidlem 39DL PLUS s volitelně dodávaným softwarem pro vícevrstvé měření změřit najednou tloušťku vložky i stěny nádrže. Výběr sondy a nastavení přístroje závisí na konkrétních materiálech a rozsahu měřených tlouštěk. Podrobné informace vám poskytne společnost Evident.

7. Výzkum materiálů

Fyzikální vlastnosti skla, jako jsou modul pružnosti, zbytkové napětí, tvrdost a hustota, často korelují s akustickými vlastnostmi, jako je rychlost šíření příčného a podélného zvukového vlnění. Společnost Evident nabízí celou řadu ultrazvukových přístrojů vhodných k použití v oblasti materiálového výzkumu, včetně tloušťkoměrů poskytujících hodnoty rychlosti měřené rychloměrem, defektoskopů a generátorů impulzů / přijímačů, a také širokou nabídku kontaktních sond, sond se zpožďovačem a ponorných sond.