Duvar Kalınlığı Ölçüm Cihazı

Endüstrinin pek çok alanında ürün denetimleri sırasında et kalınlıkları veya duvar kalınlıkları kontrol edilir. Ölçümler genelde gelen mallardaki boşluklar ve üretim sırasındaki ürünler üzerinde bir duvar kalınlığı ölçüm cihazı ile gerçekleştirilir. Makinelerin veya yapıların onarımı veya genişletilmesi sırasında mevcut yapı elemanlarının et kalınlıklarının bilinmesi de önemlidir. Aşınan parçalar için duvar kalınlığı ölçüm cihazı mevcut olan kalınlığı belirlemek için kullanılabilir.

Belirli bir duvar kalınlığı ölçüm cihazı veya kalınlık ölçüm yöntemine karar vermeden önce uygulama tarafından hangi ölçüm koşullarının belirlendiğini netleştirmek önemlidir. Çoğu ölçüm yöntemi hızlı ve tahribatsız çalışsa da her iki duvar yüzeyine de erişim ve karmaşık teknoloji gerektirir veya belirli malzemelerle sınırlıdır.

Aşağıda yer alan sorular uygun bir duvar kalınlığı ölçüm cihazı arayışını daraltmaya yardımcı olacaktır:

- Toplam kalınlık mı belirlenmeli yoksa kısmi katmanların kalınlığı da belirlenmeli mi?

- Duvar yüzeylerinin her ikisine mi yoksa sadece birine mi erişilebilir?

- Ölçüm sabit bir yerde mi yoksa değişen yerlerde mi gerçekleştirilecek?

- Ölçüm çalışma sürecinde mi gerçekleştirilecek ve bu süreçten etkinlenmeli mi?

Ölçüm şablonları, uygun delik, girinti veya işaret ile malzeme kesitine karşı tutulabilir ve ardından okunabilir. Ancak, geleneksel şablonlar, kumpaslar, ölçüm kelepçeleri veya mikrometreler sadece her iki duvar sınır yüzeyine erişim söz konusu ise duvar kalınlığı ölçüm cihazı olarak kullanılabilir. Düz cam için cam kalınlığı şablonları söz konusu olduğunda erişilebilir bir yüzey yeterlidir. Cam kalınlığı, her iki cam kenarına yansıtılan kontrol çizgisi temelinde belirlenebilir. Bu cihazlar malzeme türü ve ortam koşullarından bağımsız olarak kullanılabilir. Profilli kesitler ve oluklarda veya kör deliklerde kalan duvar kalınlıkları da özel ölçüm kelepçeleri ve pensleri kullanılarak belirlenebilir.

Mikroskoplar çok küçük et kalınlıkları için duvar kalınlığı ölçüm cihazı olarak kullanılabilir. Mikroskobik ölçüm, diğer tüm yöntemler için bir karşılaştırma yöntemi olarak da uygundur. Duvar kesiti bir yansıyan ışık mikroskobu ile görüntülenir ve ölçülür. Katmanların tek tek ayırt edilmesi gerekiyorsa ince taşlanmış bir yüzey gereklidir. Kesit yüzeyinde optik ölçüm yöntemi DIN EN ISO 1463’te düzenlenmiştir. Üç mikrometreden başlayan kalınlıklar için uygundur. Daha ince katmanlar için konik taşlama veya kalot taşlama kullanılabilir. Büyütülmüş ölçüm yüzeyleri daha iyi bir şekilde kaydedilebilir ve daha sonra taşlama açılarına göre duvar veya katman kalınlıklarına dönüştürülebilir.

Ultrasonik sensörlü bir duvar kalınlığı ölçüm cihazı, sesin malzemeden geçtiği süre boyunca duvar kalınlığını belirler. Pek çok cihaz modelinde ultrasonik verici ve ultrasonik alıcı aynı bileşende bulunur. Bu sensör ölçülecek bileşenin üzerine yerleştirilir. Bileşen yüzeyi ile oluşan temas, bağlantı jeli ile artırılabilir. Duvar kalınlığı ölçüm cihazı tarafından iletilen ses, bileşenin malzemesinden geçer ve karşı arayüzde kısmen yansıtılır.

Dışa ve geri dönüş hareketi için gereken süre, alıcıya çarpan yansımalar tarafından belirlenir. Bu süreden ve malzemenin belirli ses hızından kat edilen mesafe duvar kalınlığı ölçüm cihazında hesaplanabilir. Ultrasonik yöntemle duvar kalınlığının doğru bir şekilde belirlenmesi için malzemenin ses hızının bilinmesi ve duvar kalınlığı ölçüm cihazında ayarlanabilmesi gerekir. Bazı duvar kalınlığı ölçüm cihazı modellerinde bir malzemenin ses hızı, kalınlığı bilinen bir numune parça üzerinde belirlenebilir ve daha sonra ölçüm için duvar kalınlığı ölçüm cihazında kaydedilebilir.

Manyetik indüksiyon ve girdap akımı yöntemleri yalnızca metalik alt tabakalar üzerinde çalışır. Metalik alt tabakalardaki malzemelerin kalınlığını ölçmek için kullanılan bir duvar kalınlığı ölçüm cihazında genelde hem manyetik indüksiyona hem de girdap akımına dayalı ölçümlerin gerçekleştirilebildiği kombinasyon sensörleri bulunur. Ölçüm için sensörün ölçüm noktasına yerleştirilmesi gerekir. Sensör ucundan manyetik veya elektriksel olarak iletken malzemeye olan mesafe ile alınan sinyalin gücü arasında doğrudan bir ilişki söz konusudur ve bu da mesafe veya kalınlık olarak görüntülenir.

Manyeto-indüktif yöntemde, ferromanyetik temel malzemeye manyetik bir akı oluşturmak için düşük frekanslı akım kullanılır. Sensör daha sonra araya giren ferromanyetik olmayan malzemeden kaynaklanan daha yüksek manyetik direnci algılar. Uygulanan malzemenin kalınlığı bu ölçüm değerinden belirlenebilir. Manyetik endüktif duvar kalınlığı ölçüm cihazı, sensörden uzağa bakan tarafta yeterli manyetik malzeme varsa manyetik olmayan malzemelerin kalınlığını belirleyebilir. Bu, manyetik olmayan malzemelerin kalınlık testini basit ve tahribatsız hale getirir. İçi boş gövdelerin, boruların veya muhafazaların duvar kalınlıkları da ölçüm için uygun bir demir parçası yerleştirilebilirse ölçülebilir.

Girdap akımına dayalı duvar kalınlığı ölçüm cihazı, yüksek frekanslı akım nedeniyle iletken malzemelerde girdap akımlarına neden olur. Sensör ile elektriksel olarak iletken temel malzeme arasında iletken olmayan malzeme olması halinde ortaya çıkan manyetik alan sensörün manyetik alanıyla daha az örtüşür. Buradan metalik olmayan malzemenin kalınlığı belirlenebilir. Bu yöntem, karşı tarafa manyetik olmayan metalden yapılmış uygun bir parça uygulanabilirse iç boş gövdelerin, tüplerin veya muhafazaların duvar kalınlıklarını belirlemek için de kullanılabilir. 

Lazer duvar kalınlığı ölçüm cihazı, bir mesafe bulunu olarak görev görür. Malzeme alt tabakasının ve malzeme yüzeyinin ayrı ölçümleri mümkün olduğunda kullanılabilir. Örneğin üretim süreçlerinde, bir çalışma tezgahı veya konveyör hattı üzerindeki malzemenin kalınlığı belirlenebilir. Lazer duvar kalınlığı ölçüm cihazı, ölçüm değerlerini çok hızlı ve temassız bir şekilde kaydeder. Bu amaçla, yayılan lazer ışığının yansıması değerlendirilir. Sürekli üretim takibi için birden fazla lazer mesafe bulucu seri veya paralel olarak kullanılabilir. Uyarlanmış lazer ışığı ile bu yöntem, parlayan, şeffaf veya organik malzemeler için de uygundur.

X ışını floresan analizi, çok ince malzemelerin kalitatif ve kantitatif olarak belirlenmesini sağlar. Bu analiz, 0.2’den az ve 50 mikrometreden fazla kalınlıklar için uygulanabilir. Bu işlemde, incelenen malzeme X ışınları ile uyarılır ve duvar kalınlığı ölçüm cihazı tarafından değerlendirilebilen malzemeye özgü bir floresan radyasyon yayar. Malzeme kalınlığı, floresan ışımasının yoğunluğuna göre belirlenebilir. X ışını floresansı ile ölçüm yönteminin avantajları tek ve çoklu katmanların hızlı ve tahribatsız ölçümü ve yüksek hassasiyettir. Ayrıca, bu yöntem, malzemenin elektriksel ve manyetik özelliklerinden bağımsızdır.