Come scegliere uno spessimetro digitale

Pubblicato il: 08/11/2018 18:46:49
Strumenti di Misura e Controllo

Quasi sempre, prima di acquistare, i nostri Clienti ci chiedono conferma che lo spessimetro su cui si sono orientati sia corretto per la loro applicazione.

Forniamo quindi gli elementi di valutazione dello strumento seguendo un percorso logico e conseguenziale per arrivare velocemente ad operare la scelta giusta.

Spessore del Rivestimento o del Materiale ?

Il primo check è questo, poiché tutti gli spessimetri digitali sono distinti in 2 macro-categorie :

1 ) Misuratori di spessore per rivestimenti :

Servono e misurare lo strato di rivestimento , come ad esempio : cromatura, verniciatura, laccatura, galvanizzazione, zincatura ecc. presente su una base normalmente metallica o in materiale plastico. Non rilevano lo spessore della base ma solo dello strato superficiale. Caratteristicamente l'unità di misura adottata per questa tipologia di spessimetro è il MICRON [ µ ].

In modalità di misurazione F si misura lo spessore degli strati non magnetici, come ad esempio : colore, plastica, porcellana smaltata, rame, zinco, alluminio, cromo, strati di vernice, ecc. Questi rivestimenti  devono trovarsi sui materiali magnetici, per esempio su acciaio, ferro, nichel, ecc. Questo metodo di misurazione è spesso usato per misurare anche lo spessore degli strati di rivestimento galvanico, rivestimento di vernice, di smalto di porcellana, di rivestimenti fosforizzati, piastre in rame, piastre in alluminio, leghe, carta.

In modalità N si misura lo spessore degli strati non magnetici su metalli non magnetici. E' usata per le misurazioni dello spessore di rivestimenti anodizzati, verniciati, vetrine, colori, smalti, rivestimenti in plastica, rivestimenti in polvere, ecc. Tali rivestimenti devono trovarsi su materiali di substrato non magnetici come alluminio, lamiera, acciaio inox non magnetico.

2) Misuratori di spessore di materiale : 

Utilizzano la tecnologia ad ultrasuoni e misurano lo spessore di qualsiasi oggetto metallico come ad esempio : tubi e tubazioni, una cisterna, una lastra d'acciaio, una bombola, una lamiera, scafi di navi e imbarcazioni, componenti di impianti e macchine, ecc. Hanno sempre una sonda esterna e l'unità di misura convenzionalmente adottata per queste misurazioni sono i MILLIMETRI [ mm ].

Lo spessimetro ad ultrasuono misura lo spessore di un pezzo o una struttura, dando un impulso ultrasuono e misurandone esattamente il tempo. Questo impulso pilotato da una sonda,  penetra attraverso lo spessore del materiale per poi successivamente essere riflesso nuovamente sulla sonda. Il tempo trascorso per la trasmissione dell´ultrasuono andata e ritorno viene diviso per 2 e poi moltiplicato per la velocitá del suono del materiale che state misurando. 

Il risultato viene riassunto nella seguente formula : H=VxT/2 

H – Spessore dell´oggetto da misurare
v -- Velocitá ultrasuono del materiale da misure
t -- tempo di transito del supersuono

Compreso qual'è la categoria di strumentazione che fa al vostro caso possiamo procedere con evidenziare le caratteristiche principali di ognuna.

Come scegliere uno Spessimetro per Rivestimenti

L'applicazione tipica di questi spessimetri è ad esempio la verifica e misurazione dello strato di vernici posto su una superficie. Su qualsiasi oggetto verniciato si procede di prassi ad un controllo qualitativo che consiste nella verifica dei micron effettivi di verniciatura.

A questo punto il primo passo è individuare il tipo di sonda in base alla combinazione rivestimento/materiale sottostante il rivestimento.

spessimetro digitale con sonde esterne

Abbiamo tre tipi di situazioni :

SONDA TIPO -F- : Strati non magnetici su metalli magnetici, come ferro o acciaio (principio dell‘induzione magnetica).

Alcuni esempi di combinazioni di materiali sono: [alluminio, cromo, rame, gomma, vernice] su [acciaio, ferro, leghe, acciai inox magnetici]

SONDA TIPO -N- : Strati non magnetici su metalli non magnetici, come l‘alluminio (principio della corrente parassita).

Alcuni esempi di combinazioni di materiali sono: [vernice, pittura, smalto, cromo, materie plastiche] su [alluminio, ottone, lamiera, rame, zinco, bronzo

SONDA TIPO -FN- : Tutti gli strati previsti dal tipo F e N su tutti i metalli previsti dal tipo F e N (combinazione del principio dell‘induzione magnetica e della corrente parassita).

Su tutti gli spessimetri digitali per rivestimenti in vendita sul nostro sito troverete alla fine del codice che identifica il prodotto una delle tre sigle appena citate. Questo vi consentirà rapidamente di capire qual'è la sonda adatta al vostro contesto. Laddove vi fossero situazioni promiscue è bene orientarsi sui modelli con sonda FN che , indipendentemente dalla combinazione strato/materiale, sono in grado di misurare correttamente.

Per il mondo delle auto vi sono invece soluzioni ad hoc. Tecnici, periti, rivenditori di automobili, assicuratori hanno bisogno per diverse ragioni di usare uno spessimetro digitale che usano per controllare la verniciatura di un autovettura. In base a queste misurazioni è possibile stabilire con assoluta certezza se quello strato di vernice è unico o cela altre verniciature precedenti. Questo determina se quell'auto ha avuto incidenti. Il nostro modello TC-FN-CAR è pensato proprio per questo.

Il passaggio immediatamente successivo per operare una buona scelta è quello di verificare che il campo di misurazione sia adeguato al vostro caso. Il campo di misura può essere più o meno ampio e questo ha certamente effetti sul prezzo finale dello spessimetro. Inutile acquistare uno spessimetro che arriva 2000 µ se di norma il nostro range è di 200 µ. 

Una caratteristica importante per un misuratore di spessore di rivestimenti è la dotazione o meno di un interfaccia dati che consenta in associazione ad appositi software di collegare lo strumento ad un PC. E' fattore di costo ed è , in alcuni casi, un plus irrinunciabile. 

Se fate verifiche in campo , ad esempio una verifica su un palo di illuminazione montato in strada, non vi servirà questa opzione. Ma se siete il responsabile della qualità di un azienda che opera con controlli di laboratorio, vi sarà molto utile acquisire le misurazioni online e trasferirle in automatico su un computer per elaborare i risultati in un secondo momento o valutare con statistiche più ampie.

Certificati di taratura : è bene valutare questo servizio quando si sta acquistando un nuovo spessimetro. Non tutti sanno che procedere alla certificazione della taratura in dopo averlo ricevuto ha costi maggiori e comporta di dover restare senza strumento per una settimana o più. Comprare insieme allo strumento anche il servizio di taratura ISO garantirà che il vs. specifico spessimetro, individualmente, è stato calibrato con campioni di riferimento internazionali a cura di un tecnico. Timbro, data firma.

Per continuare a mantenere "regolato" lo spessimetro, su molti modelli noi offriamo incluso nel prezzo le pellicole di calibrazione. Concludiamo con un riferimento alla precisione ed alla sensibilità di lettura : qui non sono necessari controlli in quanto tutta la gamma offre una risoluzione di 0.1 micron.

Rivediamo tutti i passaggi step by step :

  1. SCEGLIERE LA SONDA DOPO AVER INDIVIDUATO QUELLA CORRETTA
  2. VERIFICARE IL CAMPO DI MISURA ( O PORTATA MASSIMA ) E CHE SIA SUFFICIENTE 
  3. NECESSITA' O MENO DI INTERFACCIA DATI E SOFTWARE PER PC
  4. CERTIFICATO DI TARATURA : OCCORRE OPPURE NO
  5. VERIFICARE SE SONO UTILI LE PELLICOLE DI CALIBRAZIONE E SE IL MODELLO SCELTO LE OFFRE
  6. SE VIENE UTILIZZATO SULLE AUTO ANDARE DIRETTAMENTE AL MODELLO SAUTER TC 1250-0.1FN-CAR 

Come funziona uno spessimetro per vernice

Vediamo l'esempio tipico e come procedere alla misurazione di uno strato di vernice con uno spessimetro digitale : 

- Accendere lo strumento, premendo il pulsante “ON/OFF”. Sul display apparirà l’indicazione 0”.
- Scegliere il tipo di sonda da usare che visualizzata sul display attraverso il relativo simbolo: “Fe” (= F) per metalli contenenti ferro oppure “NFe” (= N) — per metalli non contenenti ferro. Successivamente lo strumento va in modalità di misurazione automatica, durante la quale in modo corretto riconosce  automaticamente qualsiasi materiale sotto strato.
- Collocare la sonda di misurazione sullo strato di vernice da misurare. Lo spessore dello strato è leggibile sul display. 
- Al fine di effettuare una misurazione successiva, bisogna semplicemente sollevare la sonda di misurazione più di 1 cm, finché sul display apparirà di nuovo l’indicazione “0” e ripetere l’operazione.Il valore di misurazione continuo è salvato dallo strumento di misura in modo automatico insieme con tempi statistici di misu-razione.Sul display appaiono: valore massimo, valore minimo e quello medio.

- In caso del verificarsi di eventuali imprecisioni del risultato si può procedere a calibrare / registrare lo spessimetro con le pellicole che forniamo in dotazione. 
- Per commutare la modalità di misurazione da “singola” in quella “continua” e viceversa, bisogna premere e mantenere premuto il pulsante di azzeramento oppure “ON/OFF” 3-3, finché sul display apparirà la sigla “SC”. Il simbolo “STATS” indica la modalità di misurazione continua, e il simbolo “S” la modalità di misurazione singola.
- Lo spessimetro permette di effettuare un analisi statistica dei risultati di misurazione e la sua visualizzazione sul display durante le misurazioni sui seguenti valori :  
• ultimo valore di misurazione;
• valore medio marcato con il simbolo AVE;
• valore massimo di lettura marcato con il simbolo Max;
• valore minimo di lettura marcato con il simbolo Min;
• numero di misurazioni effettuate. 

Cosa valutare per uno Spessimetro di Materiale

Partiamo con il glossario : questa famiglia di prodotti viene definita come Spessimetri digitali per materiali o spessimetri digitali ad ultrasuoni e sono necessari per eseguire misurazioni e controlli non distruttivi laddove non si possono usare i tradizionali calibri.

Per procedere velocemente alla individuazione del vostro modello bisogna procedere innanzitutto a discriminare questi due aspetti : 

  1. Campo di Misura minimo e massimo : a differenza dei modelli per rivestimenti, gli spessimetri ad ultrasuoni quando misurano il materiale hanno di bisogno di uno spessore minimo oltre che massimo. Ciò vuol dire che se il vostro componente ha uno spessore di 0,75 mm non potrete usare qualsiasi versione. Occorre quindi verificare per prima cosa qual'è lo spessore minimo e metterlo in relazione alla portata max. 
  2. Risoluzione e Precisione : troverete spessimetri in grado di offrire la visualizzazione con una risoluzione di 0.1 mm ( un decimo di millimetro ) e spessimetri cosiddetti centesimali da 0.01 mm. Questo parametro incide fortemente sul prezzo di vendita finale.

Ciò premesso va dedicata poi molta attenzione al tipo di sonda esterna

Questo perché i materiali possono avere le più disparate forme o temperature particolari. E' necessario infatti scegliere tra questo tipo di sonde :

  • sonda universale con superficie di appoggio diametro 8 mm
  • sonda con superficie di appoggio diametro 10 mm
  • sonda per materiali particolarmente sottili , ad esempio da 1 a 50 mm
  • sonda per materiali con temperatura elevata , fino a 300 °C
  • sonde ad angolo per materiali curvi

Come scegliere la sonda ad ultrasuoni

Scegliere la sonda giusta é fondamentale per una misurazione piú affidabile. Proviamo a descrivere le caratteristiche principali della sonda, e a cosa bisogna far attenzione quando si sceglie per ogni determinato oggetto di misurazione.

In generale é necessaria la sonda piú adatta per l´oggetto di lavoro affinché emetta sufficientemente energia supersonica nella parte da misurare e di conseguenza una forte e stabile risonanza verso il dispositivo.

Alcuni fattori influenzano la forza di trasmissione dell´ultrasuono. Questi fattori possono essere :

1 - La forza iniziale del segnale: piú é forte il segnale all´inizio, piú forte sará la risonanza. La forza iniziale dipende soprattutto dalla grandezza della sonda. Una sonda maggiore dará piú energia che una minore. Quindi verificate la dimensione della punta di appoggio.

2 - Capacità di assorbimento e dispersione: quando l´ultrasuono affluisce in un qualsiasi materiale, questo viene assorbito solamente in parte. Nei materiali con struttura granulare si disperdono le onde sonore. Entrambi questi fattori riducono la forza delle onde sonore e quindi la capacità del dispositivo di rilevare la risonanza e anche di assorbire. Onde sonore di frequenza più alta vengono meglio assorbite rispetto a quelle con frequenza piú bassa. Questo potrebbe lasciar pensare che sarebbe meglio, in ogni caso, utilizzare una sonda con frequenza più bassa, ma quest' ultime sono meno regolabili rispetto a quelle con alte frequenze. Di conseguenza una sonda con una frequenza più elevate sarebbe la migliore scelta, per misurare su piccole cavità o per identificare le impurità nel materiale.

-3 - Geometria della sonda: i limiti fisici dei campi di misura a volte sono decisivi per l´idoneità della sonda per certi oggetti. Alcune sonde sono semplicemente troppo grandi per essere utilizzati in un campo fisso predeterminato. Se la superficie disponibile per il contatto con la sonda é limitata, allora é necessaria una sonda con una superficie di contatto minore. Se ad esempio si misura una parte curva come la parete di un cilindro, allora é necessario che la superficie della sonda sia anch´essa adeguata.

4- Temperatura del materiale: se misurate una superficie con temperatura elevata, assicuratevi che le sonde siano adatte per temperature elevate. Queste sonde sono costruite con speciali materiali e tecniche in modo che non subiscano danni e possono essere utilizzate anche a temperature molto alte. 

La scelta della sonda più adatta è quasi sempre un compromesso tra diversi condizionamenti e caratteristiche. Spesso è necessario utilizzare diverse sonde affinché si trovi quella più adeguata. 

Una valutazione a parte va fatta se i materiali di cui volete misurare lo spessore sono rivestiti o verniciati e non vi è possibile rimuovere il rivestimento. In tale caso la scelta è obbligata ed è necessario uno spessimetro con modalità ECO-ECO

spessimetro digitale ad ultrasuoni ECO-ECO

Gli spessimetri che possono operare in modalità ECO-ECO permettono di eseguire misurazioni corrette in tute le situazioni in cui non si può asportare il rivestimento ( pensiamo ad esempio ad un tubo verniciato o lo scafo di un imbarcazione o ancora ad un silos in opera o una bombola in funzione.

Per quanto riguarda piastre di calibrazione, certificati di taratura e possibilità di collegamento a PC valgono le tesse regole che abbiamo descritto in precedenza.

Come si usa uno spessimetro ad ultrasuoni

Occorre dedicare particolare attenzione alla preparazione delle superficie. Per qualsiasi genere di misurazioni ad ultrasuono la qualità e ruvidità della superficie dell´oggetto da misura è di fondamentale importanza. Materiali ruvidi con superficie non piane limitano la penetrazione delle onde sonore attraverso il materiale ostacolando il risultato della misura. 

La superficie da misurare deve essere pulita e priva di sostanze, ruggine o muffe. E' sufficiente una spazzola metallica o un raschietto. In casi estremi possono essere usate smerigliatrici o qualcosa di simile. La superficie deve essere piana, per un posizionamento corretto. Superfici estremamente ruvide portano a misure non accurate e con grande difficoltà. Perchè ? Queste superfici si comportano come la luce che riflette su un vetro, il fascio di luce viene sparso in tutte le direzioni.

Inoltre  superfici ruvide contribuiscono a un significativo deterioramento della sonda, specialmente in situazioni in cui si strofina e si crea attrito sulla superficie. É necessario fare quindi una verifica di corrosione dopo un certo periodo soprattutto se viene usata su superfici di contatto non piane. Se le parti non piane hanno anche dei dislivelli, gli ultrasuoni non possono penetrare sulla superficie del materiale dell´oggetto da testare in modo verticale. In questo caso solo con difficoltà è possibile misurare poiché la trasmissione delle radiazioni sotto la sonda è imprecisa.

Speriamo che questa check list vi sia di aiuto per comprendere preliminarmente su quale strumento concentrarvi in caso di acquisto. Sarà più facile per i nostri esperti aiutarvi poi a dettagliare ulteriormente le potenzialità di ogni dispositivo ed a validare il vostro orientamento.

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