Materialdickenmessgerät

Zur zerstörungsfreien Messung von Materialdicken wird inzwischen sehr häufig ein elektronisches Materialdickenmessgerät eingesetzt. Es ist eine große Auswahl an elektronischen Geräten verfügbar, die sich in Messprinzip und Funktionalität unterscheiden. Jeder Gerätetyp hat aufgrund des Messprinzips bestimmte Anforderungen an die Messbedingungen und die Messung funktioniert nur, wenn diese Bedingungen eingehalten werden.

Vor der Suche nach einem passenden Gerät sollte feststehen, für welche Messaufgaben und bei welchen Einsatzbedingungen das Materialdickenmessgerät verwendet werden soll. Für einige Anwendungen sind verschiedene Messprinzipien und viele Gerätetypen einsetzbar, für andere gibt es nur eine beschränkte Auswahl an Geräten. Meist helfen die folgenden Fragen zur vorgesehenen Anwendung bei der Eingrenzung auf geeignete Geräte.

Wo und wie soll die Materialdicke gemessen werden?

Stationäre oder mobile Messung
Sollen mit dem Materialdickenmessgerät neue Materialien oder Bauteile im Wareneingang oder in der Fertigung eines Betriebes geprüft werden,
oder Teile, die bereits längere Zeit verbaut sind wie Stahltragwerke?

Einzelmessung oder kontinuierliche Messung
Sollen jeweils einzelne Bereiche oder Stellen geprüft werden oder sollen kontinuierlich komplette Bahnbreiten von Walzen oder Pressen,
oder komplette Beschichtungsflächen überwacht werden?

Welche Form haben die Materialien oder Bauteile deren Dicke bestimmt werden muss?
Soll mit dem Materialdickenmessgerät
- die Plattendicke von flächigen ebenen oder gebogenen Bauteilen,
- die Dicke von beliebig geformten Bauteilen an bestimmten Stellen,
- die Bahnendicke von biegsamen Materialien,
- die Wanddicke von ebenen oder gebogenen Bauteilen mit Hohlräumen oder
- die Schichtdicke von einlagigen oder mehrlagigen Beschichtungen auf einem der vorgenannten Untergründe
bestimmt werden?

Welche spezifischen Eigenschaften hat die zu messende Substanz bzw. der Beschichtungsuntergrund?
Zu den für die Messung wichtigen Materialeigenschaften gehören:
- die Homogenität und die spezifische Schallgeschwindigkeit des Materials für ultraschallbasierte Messungen,
- die elektrische Leitfähigkeit des Untergrundes für Messungen mit Wirbelstrom,
- die magnetische Wirkung des Untergrundes für Messungen mittels elektromagnetischer Induktion,
- die Wärmeleitfähigkeit des Materials für flächige Messungen mittels Wärmebildkamera.

Welcher Messbereich muss abgedeckt werden?
Sowohl bei Beschichtungen als auch bei Material- und Bauteildicken kann der gewünschte Messbereich
- bei wenigen Mikrometern oder
- bei mehreren Dezimetern liegen.

Für noch höhere Messbereiche werden eher Längen- oder Distanzmessgeräte verwendet. Bei einem Materialdickenmessgerät mit weitem Messbereich werden die Messwerte in der Regel nicht mehr in einer Auflösung von 0,1 µm angezeigt. Dort, wo sowohl sehr dünne als auch erheblich dickere Materialien gemessen werden müssen, sollten mehrere auf den jeweiligen Messbereich abgestimmte Geräte eingesetzt werden.

Um sicherzustellen, dass die Messergebnisse korrekt und präzise genug sind, sollte das Materialdickenmessgerät regelmäßig kalibriert werden. Es ist zu empfehlen, nur Geräte mit Justagefunktion einzusetzen. Diese können durch das Justieren wieder angepasst werden, wenn festgestellt wurde, dass die Messgenauigkeit unzureichend ist.

Kalibrierung beim magnetinduktiven oder Wirbelstrom Materialdickenmessgerät
Ein Materialdickenmessgerät zum Messen von Beschichtungsdicken auf metallischen Werkstoffen wird mit Hilfe von kalibrierten Referenzfolien auf seine Messgenauigkeit geprüft. Diese Folien-Kalibrierstandards mit Dicken von beispielsweise 191 µm; 483 µm; 1.016 µm; 1.951 µm; 2.794 µm oder 3.446 µm werden, wenn sie für ISO- oder DAKKS-Kalibrierungen eingesetzt werden, selbst regelmäßig auf ihre Genauigkeit überprüft. Für die magnetinduktive Messung wird zum Kalibrieren eine ferromagnetische Grundplatte benötigt, für die Messung mit Wirbelstrom eine nichtmagnetische, aber elektrisch leitfähige Grundplatte.

Kalibrierung beim Ultraschall Materialdickenmessgerät
Auch beim Ultraschall Materialdickenmessgerät werden für die Kalibrierung Normale mit bekannter und bestätigter Dicke genutzt. Hierbei muss darauf geachtet werden, dass nicht nur die Dicken der als Kalibriernormal verwendeten Parallelendmaße, sondern auch deren Material so gewählt werden, dass sie den Anwendungsbereich, für den das Materialdickenmessgerät kalibriert werden soll, möglichst gut abdecken. Je weiter der Anwendungsbereich des Gerätes, desto mehr Referenzpunkte sollten geprüft werden. Die Schallgeschwindigkeit für das Material des jeweiligen Parallelendmaßes muss vor der Messung korrekt im Materialdickenmessgerät eingestellt werden. Da die Schallgeschwindigkeit temperaturabhängig ist, muss zudem die passende Temperatur für die Umgebung, das Messgerät und die Kalibriernormale sichergestellt werden.