Что привело к желанию многих автомобилистов приобрести измеритель толщины краски (ЛКТ)? Прежде всего, необходимость твердой уверенности в качестве приобретаемой подержанной машины (а зачастую и новой, далеко не всегда идеальной в этом смысле). Однако разнообразие устройств, предлагаемых на рынке, ставит сложную задачу сделать лучший выбор.
В этой статье мы подробно рассмотрим следующее:
- Какие модели устройств есть на рынке и какие самые популярные?
- Как правильно выбрать толщиномер краски?
- Для чего используются современные щупы, как они устроены и как работают?
Ответы на эти вопросы могут быть полезны автомобилистам, решившим самостоятельно провести простое инструментальное исследование.
Содержание
Что нужно знать о толщиномерах ЛКП
Толщиномеры для покраски необходимы для измерения геометрических размеров предметов (в частности, толщины пластин, в том числе из разнородных материалов). О том, как правильно пользоваться толщиномером автомобильной краски, смотрите видео в конце этой статьи.
На практике далеко не всегда доступны обе стороны измеряемого объекта и, более того, сам процесс измерения, например, лакокрасочных покрытий, должен не только разрушать, но и слегка повредить (например, поцарапать) поверхность, на которой измерения сделаны. Вот почему устройства, называемые измерителями толщины краски на автомобиле, классифицируются как устройства неразрушающего контроля.
Обычно в таких устройствах реализуется так называемый метод сравнительных измерений: определенный физический параметр (например, напряженность магнитного поля) соответствует определенной толщине немагнитного покрытия, этот лист (а часто и эта зависимость не является линейным). В случае автомобильной краски это немагнитное покрытие (грунтовка, краска, краска), нанесенное на металлический кузов.
Что касается окраски автомобилей, толщина которой при заводской окраске одинакова для большинства марок и моделей автомобилей, то диапазон изменения этого параметра составляет от 70-80 до 150-200 мкм.
Такой широкий диапазон толщин обусловлен как особенностями окраски некоторых моделей (на некоторых моделях толщина краски на капоте больше, чем толщина краски, например двери), так и с устойчивостью настройки окрасочного оборудования. В последнем случае толщина краски одних и тех же деталей в разных партиях может отличаться до 30 мкм.
И почему дотошные автомобилисты иногда проверяют толщину лакокрасочного покрытия новой машины? Дело в том, что значительное количество (у некоторых производителей эта величина достигает 20%) выставленных на продажу автомобилей может быть повреждено как на территории производителя (при транспортировке, обкатке и хранении), так и в автосалоне (при транспортировке, разгрузке, хранении)
Покрасочное оборудование автосервисов, как правило, уступает заводскому как по функционалу, так и по стабильному поддержанию настроек. В результате толщина ремонтной краски отличается от заводской (как правило, в более широком направлении) и имеет больший разброс на одном и том же объекте.
Таким образом, исходя из значений абсолютных значений толщины краски в разных местах автомобиля, а также разброса этих значений, можно судить о возможной покраске автомобиля в условиях, отличных от условий заводской — иными словами, если машина или краска была в «родном» ремонте».
Помимо измерения толщины краски, толщиномеры успешно используются для одностороннего доступа к объекту для обнаружения очагов коррозии, изготовления тонкостенных труб, оценки толщины композитных покрытий и в других отраслях промышленности промышленность.
Виды и принципы работы толщиномеров
Самый простой инструмент для измерения автомобильной краски известен с незапамятных времен и представляет собой кусок магнита, обернутый тканью (чтобы краска не царапалась). Физика процесса абсолютно ясна: на нормально окрашенных вертикальных поверхностях магнит держится, а на твердых — падает — притяжение ослабляется толстым слоем немагнитного ремонтного материала.
Серийный компаратор LKP работает по тому же принципу (измерение притяжения магнита). С безусловными достоинствами:
- низкая цена;
- нет необходимости в блоке питания,
- простота (а значит и надежность) проекта;
у этого прибора немного недостатков, но они серьезного характера: низкая чувствительность и невысокая точность измерения.
В целом принцип изменения характеристик магнитного поля, создаваемого ферромагнитными материалами (а стальной лист — это ферромагнетик), в зависимости от толщины покрытия из немагнитных материалов (краска, шпатлевка) лежит в основе многих толщиномеры.
Электромагнитные толщиномеры
На рисунке ниже показан один из вариантов реализации электромагнитного принципа толщиномера.
На ферромагнитном сердечнике есть две обмотки: одна из них: обмотка возбуждения создает магнитное поле, а вторая индуцирует магнитодвижущую силу (МДФ), причем величина этого МДФ изменяется с изменением напряженности магнитного поля и зависит от толщины немагнитного покрытия.
Известный датчик Холла может использоваться как устройство, реагирующее на изменения магнитного поля. Или катушку можно использовать в качестве датчика и измерять изменение ее индуктивности. В любом случае суть остается прежней: измеритель толщины краски реагирует на изменение магнитного поля.
Однако устройства, основанные на этом принципе, обладают высокой чувствительностью и точностью измерений и стоят намного дороже, чем простой компаратор на постоянном магните.
Вихретоковые толщиномеры
А как измерить толщину краски на немагнитной основе? Спрос отнюдь не праздный: довольно большое количество производителей автомобилей (особенно в премиальном сегменте) используют алюминий для кузовных деталей, а в других отраслях также широко применяются алюминиевые и медные сплавы — материалы с низкой магнитной проницаемостью, но высокой проводимостью.
Для таких материалов оценка толщины краски проводится вихретоковым методом. Суть метода показана на следующем рисунке.
Переменное высокочастотное магнитное поле, создаваемое катушкой возбуждения и ферритовым сердечником, наводит вихревые токи в немагнитном, но проводящем поверхностном слое металла. Они, в свою очередь, создают дополнительное магнитное поле, и результирующая из этих двух полей связана с толщиной (или, скорее, экранирующим эффектом) немагнитной краски.
Ёмкостные толщиномеры
Емкостной метод измерения также работает с немагнитными, но проводящими материалами. Датчик представляет собой пластину конденсатора, а проводящий кузов при измерении становится второй пластиной. Между этими оригинальными пластинами находится слой краски (который, по сути, является диэлектриком). Понятно, что при изменении толщины краски изменяется и измеренная емкость.
Емкостной метод не получил распространения: слишком высока чувствительность метода к влаге и большая контактная поверхность датчика — проблемы возникают при работе на криволинейных поверхностях.
Ультразвуковые толщиномеры
Сложнее обстоит дело как с немагнитными, так и с непроводящими материалами, такими как пластиковые детали кузова, такие как бамперы. В этом случае специалисты обычно обращаются к методике ультразвукового контроля, устанавливая сложность и дороговизну таких измерений.
Фактически, ультразвуковой метод, основанный на распространении упругих колебаний сжатия-растяжения в твердых средах, очень эффективен для измерения толщины листового металла. Дело в том, что воздух практически идеально отражает упругие колебания ультразвуковых частот, и, измерив время прохождения упругой волны от границы одного слоя до другого и наоборот (принцип эхолокации), легко вычислить толщина слоя.
И все было бы хорошо, если бы не абсолютные значения толщины краски в автомобилестроении. Дело в том, что описанным выше эхо-методом фактически измеряются слои твердых материалов, по крайней мере в несколько раз превышающие длину волны упругих колебаний в этом материале, а это не менее 0,5 — 1 мм (т.е. 500 — 1000 мкм).
правда, есть еще и ультразвуковой метод определения толщины слоя путем анализа перекрытия (интерференции) упругих колебаний, но такой метод доступен только профессионалам. Так что среди любителей ультразвуковое измерение толщины не очень распространено.
Как выбрать автомобильный толщиномер
Ответ на вопрос, какой толщиномер лучше купить, полностью зависит от задач, стоящих перед пользователем. Если речь идет об оценке технического состояния недорогой машины почтенного возраста и с большим пробегом, то покупателя в первую очередь будут интересовать возможные серьезные дефекты кузова, исправление которых потребовало значительного количества шпатлевки. Недорогой магнитный щуп также вполне подходит для обнаружения такого ремонта.
В том случае, если необходимо установить не только сам факт проведения ремонтных работ, но и оценить качество их выполнения, потребуется более точный прибор — электромагнитный или вихретоковый толщиномер.
Кстати, во многих современных щупах совмещены оба этих метода — прибор может работать одновременно на ферромагнитной и немагнитной подложке.
Важным фактором при выборе является планируемая периодичность использования устройства. Если устройство приобретено автомобилистом для собственных нужд и будет использоваться только один или два раза для диагностики дешевых автомобилей, нет необходимости приобретать универсальный прибор, работающий как со сталью, так и с цветными металлами. В этом случае дополнительные опции будут не очень важны: ультрафиолетовое освещение, возможность загрузки результатов измерений в компьютер, футляр, расширенный температурный диапазон и многое другое.
Совершенно иначе обстоит дело, если толщиномер приобретается для частого или профессионального использования. Поэтому такие параметры, как расширенный температурный диапазон или длительная работа устройства без подзарядки или замены источника питания, являются очень важными факторами. И, конечно же, для профессионалов очень важны чувствительность и точность измерений прибора, а также способность работать как со сталью, так и с цветными металлами (универсальность).
Популярные модели толщиномеров
- Приборы серии ЕТ (модель ЕТ11П давно стала «классикой» в семействе толщиномеров покрытий), выпускаемые по заказу Евротрейд (хотя есть и другие заказчики этой серии, например Etari), пожалуй, самые известные и популярен в России. Они просты в установке и неприхотливы в использовании, хорошо работают при низких температурах и обладают хорошей точностью измерения. Цена на толщиномер серии ЕТ варьируется от 5000 до 9000 рублей в зависимости от функциональности и опций.
- Толщиномеры серии CHY (производства компании CHY Firemate, Тайвань) являются непосредственными предшественниками и ближайшими «родственниками» устройств серии ЕТ. Характеристики устройств и их цена также близки к серии ЕТ.
- Устройства серии TC (разработаны компанией Horstek, страна-производитель Тайвань). Судя по отзывам, щупы этой марки очень популярны в пуско-наладочных участках крупных автосалонов. Аппараты имеют сертификат соответствия Россстандарта, современный дизайн и заявлены хорошие технические характеристики. Ценовой диапазон основных моделей — от 4,5 до 13 тысяч рублей, но в линейке также есть очень дешевая модель TS 015 за 1990 рублей.
правда, несколько настораживает заявление представителя производителя о том, что некоторые современные модели марки не требуют калибровки. При этом в комплекте самой дорогой (и, видимо, самой продвинутой) модели ТС 325 почему-то предусмотрено пять калибровочных пластин. - Щупы PHYNIX (Германия) отличаются от аналогичных устройств других производителей, представленных в России, за исключением цены (от 30 000 руб.), Что косвенно подтверждает немецкое происхождение и соответствующее качество. Также в спецификации указано, что калибровка не требуется, хотя калибровочные пластины входят в комплект поставки.
Как пользоваться толщиномерами лакокрасочного покрытия автомобиля
Как правило, снять мерки просто даже новичку. По конструкции щупы бывают в виде пистолетов (их еще называют «спусковые крючки») и «зажима» — устанавливаются вертикально на детали с небольшим давлением сверху. И те, и другие просты в использовании и не вызывают затруднений.
Другое дело точность измерения. В этом случае перед проведением измерений необходимо тщательно откалибровать прибор согласно прилагаемой инструкции. Кроме того, следует помнить, что диагностируемый участок кузова необходимо проверить в нескольких местах.
Иногда используется следующая технология измерения. Изначально устройство проводится с равномерным усилием с постоянным давлением (если, конечно, позволяет материал контакта датчика) на поверхность тела. Если обнаруживается подозрительная область, то в ней производятся точечные измерения, и в каждой точке проводится не менее трех измерений.
Если контактная поверхность датчика не позволяет вести постоянный мониторинг (слишком сильно, царапает краску), измерения проводятся своевременно.
Подробно о том, как проверить краску автомобиля щупом за три минуты, показано на видео ниже.
