Diktemeter

Selectiecriteria voor diktemeters
Diktemeters worden op veel gebieden van materiaal- en productinspectie gebruikt.
Diktemeetapparatuur wordt vaak gebruikt voor maatcontroles bij goederenontvangst, tijdens of na het aanbrengen van extra lagen, en vóór het verlaten van de goederen of productacceptatie.

Veel diktemeters kunnen zonder schade meten, terwijl sommige alleen werken als een monster vernietigd wordt. Bij de keuze voor een diktemeter moeten eerst de meetomstandigheden worden verduidelijkt.
- Moet de totale dikte of de dikte van een deel van de laag worden gemeten?
- Zijn beide of slechts één van de grensvlakken toegankelijk?
- Wordt het diktemeetapparaat stationair of op wisselende locaties gebruikt?
- Moet er tijdens een lopend proces worden gecontroleerd en eventueel het proces worden aangepast?
- Welke nauwkeurigheid wordt van de diktemeter vereist?
- Moeten meetwaarden worden opgeslagen of overgedragen?
Uit het brede aanbod van deze diktemeters kan dan worden gekozen op basis van de volgende apparaatspecifieke eigenschappen:
- Minimale grootte van het meetoppervlak
- Minimale dikte van het materiaal of de ondergrond
- Minimale straal voor gebogen meetoppervlakken, zowel convex als concaaf
- Nauwkeurigheid van de meting
- Kalibratiemogelijkheden

Diktemeters kunnen worden onderscheiden op basis van het gebruikte meetprincipe.

Diktemeting met sjablonen, schuifmaten of micrometers
Eenvoudige diktemeters zijn sjablonen zoals gatensjablonen en scheurbreedtelinialen. Voor de meting hoeft alleen de juiste plek van de sjabloon op het meetobject te worden geplaatst en de waarde wordt afgelezen. Ook schuifmaten en micrometers worden vaak als diktemeters gebruikt. Hierbij wordt door schuiven of draaien de afstand tussen de vaste en beweegbare meetbek naar de meetplek aangepast en vervolgens de waarde op de analoge of digitale weergave van de diktemeter afgelezen.

Ultrasone diktemeters
Diktemeters met ultrasone sensoren bepalen de dikte op basis van de tijdsduur die de geluidsgolven nodig hebben om door het object te reizen. Meestal bevinden zender en ontvanger zich in één sensor die op het te meten object wordt geplaatst. Het door de diktemeter uitgezonden geluid bereikt de tegenoverliggende grensvlak van het object, wordt gereflecteerd en door de ontvanger opgevangen. Uit de benodigde tijd en de geluidssnelheid van het materiaal berekent de diktemeter de afgelegde afstand. Voor de inspectie van complexere geometrieën kunnen diktemeters met aparte zend- en ontvangsteenheden worden gebruikt.
Voor de berekening van de dikte moet de geluidssnelheid van het materiaal in de diktemeter worden opgeslagen. Bij sommige ultrasone diktemeters kan de gebruiker de geluidssnelheden van materialen bepalen met behulp van monsters met bekende dikte en deze waarden in het apparaat opslaan.

Magneto-inductieve en wervelstroom diktemeters
Zowel het magneto-inductieve als het wervelstroomprincipe vereisen een metalen ondergrond. Veel diktemeters voor het meten van laagdiktes op metalen materialen hebben gecombineerde sensoren of aansluitingen voor externe sensoren die zowel magneto-inductieve als wervelstroommetingen mogelijk maken. Voor de meting moet de sensor op de meetplek worden geplaatst en de diktemeter worden ingeschakeld. Er is een direct verband tussen de afstand van de sensorsonde tot het grensvlak van het basismateriaal en de sterkte van het sensorsignaal, dat door de diktemeter wordt weergegeven als laagdikte.

Magneto-inductieve diktemeters genereren met een laagfrequente stroom een magnetische flux naar het ferromagnetische basismateriaal. De sonde meet dan de verhoogde magnetische weerstand door de niet-ferromagnetische coating. Uit de meetwaarde kan de diktemeter de dikte van de coating berekenen. Magneto-inductieve diktemeters kunnen op staal en ijzer de dikte van alle niet-magnetische coatings bepalen. Hiermee is de controle van de dikte van corrosiebeschermingslagen zoals chroom, zink, koper, emaille, lak of kunststof eenvoudig en zonder schade mogelijk.

Diktemeters met het wervelstroomprincipe veroorzaken door een hoogfrequente stroom wervelstromen in het basismateriaal. Het resulterende magnetische veld overlapt zwakker met het magnetische veld van de sensor als er tussen de sonde en het elektrisch geleidend basismateriaal een isolerende laag is aangebracht. Aan de hand van de sterkte van de verandering in het sensormagnetische veld kan de dikte van de coating worden bepaald. Diktemeters met het wervelstroomprincipe meten zonder schade elektrisch niet-geleidende lagen zoals verf, kunststof, keramiek, anodisatie op niet-ferromagnetische, maar elektrisch geleidende substraten. Anderzijds kunnen met een wervelstroom diktemeter ook elektrisch geleidende lagen zoals aluminium, koper, goud, zilver op isolerende of slecht geleidende ondergronden zoals glas worden gemeten.

Diktemeters met lasersensoren
Diktemeters met lasersensoren bepalen de dikte van materialen als het verschil tussen de meting tot aan de ondergrond en de meting tot aan het oppervlak van het materiaal. Deze laser diktemeters verzamelen de meetwaarden zeer snel en zonder contact. Het uitgezonden laserlicht wordt door het meetpunt gereflecteerd en vervolgens geregistreerd en geëvalueerd. Meerdere laser diktemeters kunnen parallel worden ingezet voor continue productiecontrole en zorgen voor snelle interventie bij maatafwijkingen. Speciale laser diktemeters met blauw laserlicht zijn ook geschikt voor metingen aan gloeiende delen en transparante en organische oppervlakken.

Diktemeters met röntgenfluorescentie
Met röntgenfluorescentieanalyse kunnen materiaalmonsters kwalitatief en kwantitatief worden bepaald. Diktemeters met röntgenfluorescentie maken het mogelijk om laagdiktes te bepalen van minder dan 200 nanometer tot ver boven 50 micrometer. Het door röntgenstraling geactiveerde materiaal geeft een voor elk element karakteristieke fluorescerende straling af. De door de diktemeter waarneembare intensiteit van deze röntgenfluorescentiestraling wordt geëvalueerd als maat voor de laagdikte. Voordelen van deze diktemeters met röntgenfluorescentie zijn de snelle en niet-destructieve meting van enkele en meerlaagse lagen, hoge precisie en nauwkeurigheid, onafhankelijkheid van de magnetische en elektrische eigenschappen van het materiaal.

Microscopische diktemeting
Microscopische laagdiktemeting kan worden gebruikt om andere diktemeters te controleren en te kalibreren. Voor deze destructieve meting is een fijn gepolijst monster nodig. Het gepolijste oppervlak wordt vervolgens onder een oplichtmicroscoop of een stereomicroscoop met digitaal beeldverwerkingssysteem gemeten. Het contrast tussen de verschillende lagen kan worden verhoogd door te etsen of door UV-licht toe te voegen.

Bij de dwarssnede wordt de laagdikte bepaald door optische meting van het dwarsdoorsnede-oppervlak. De methode, geregeld in DIN EN ISO 1463, is geschikt voor laagdiktes vanaf 3 micrometer.

Voor dunnere lagen is de schuine doorsnede-methode geschikt. Het grotere meetoppervlak door de schuine doorsnede kan beter worden geregistreerd en vervolgens worden omgerekend volgens de schuurhoek. Bij de calotteslijpmethode wordt het meetoppervlak vergroot door slijpen met een roterende bol. Hiermee kunnen fysisch, chemisch of galvanisch aangebrachte coatings van ongeveer 0,3 tot 30 µm worden gemeten.

Kalibratie voor diktemeters
De nauwkeurigheid van diktemeters kan worden gecontroleerd met kalibratieplaten of kalibratiefolies. Diktemeters met sensoren voor laagdiktemeting moeten altijd worden gekalibreerd of afgesteld op de specifieke ondergrond, zodat op de onbedekte ondergrond de laagdikte nul wordt weergegeven. Om dit te garanderen voor verschillende basismaterialen met verschillende oppervlakken, hebben veel diktemeters een nulpuntskalibratiefunctie waarmee het apparaat op het betreffende materiaal kan worden afgestemd. Daarnaast moet de diktemeter beschikken over verdere kalibratiepunten waarmee hij kan worden afgestemd op de te controleren meetbereiken.