Profilers: Dispositivi Per La Misurazione Della Rugosità. Cos'è? Modelli Ottici, Laser E Altri Modelli Senza Contatto

2024 Autore: Beatrice Philips | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 05:45

Profilometro È un dispositivo speciale per misurare la rugosità superficiale di singole parti, meccanismi ed elementi realizzati con materiali di diversa densità. Aiuta a determinare la qualità del prodotto e la necessità di ulteriori elaborazioni. L'uso, e soprattutto la scelta dell'apparato, sono passaggi importanti in quasi tutti i processi produttivi. Pertanto, prima di acquistare e iniziare a utilizzare il misuratore, dovresti studiare in dettaglio quali sono i tipi di profilometri, le loro funzionalità e caratteristiche tecnologiche.

Cos'è?

Indice di rugosità superficiale - questa è una delle principali caratteristiche tecniche della qualità di un prodotto destinato a lavorare in condizioni gravose, che comportano una forte usura del materiale di fabbricazione. Il livello di rugosità determinerà sia la qualità complessiva del lavoro del prodotto - i suoi parametri operativi, sia la durata dell'uso. L'indice di rugosità è molto importante, ad esempio, per motori a combustione interna e altri componenti e meccanismi simili con un gran numero di parti ed elementi mobili.

Durante il funzionamento, si verificano processi continui sulle superfici di lavoro di tali meccanismi che hanno un impatto negativo sulla struttura e sull'integrità del materiale:

• la formazione di trucioli, crepe e bave di varie dimensioni;
• usura meccanica del materiale;
• erosione del metallo, suo parziale schiacciamento.

Per aumentare le caratteristiche tecniche e operative del prodotto, migliorare la qualità del suo lavoro e prolungare la durata di conservazione, l'elaborazione tecnologica aggiuntiva aiuta in modo significativo - rettifica … Il livello di rugosità superficiale dipenderà da esso, che viene misurato dal profilometro.

Tali difetti derivanti possono avere un effetto ancora maggiore sulla qualità del meccanismo rispetto a un forte surriscaldamento o urti e, di conseguenza, causarne la deformazione più rapidamente. E il surriscaldamento del metallo stesso si verifica più spesso a causa di un eccessivo attrito, la cui causa è l'eccessiva rugosità della superficie di un singolo elemento.

Pertanto, è la rugosità che colpisce in gran parte indicatori tecnici di materiali come:

• resistenza alla formazione di corrosione;
• durabilità generale;
• coefficiente di attrito ammesso.

Questo dispositivo consente di determinare lo stato esatto della superficie del materiale e, soprattutto, la necessità di un'ulteriore elaborazione (pulizia o molatura).

Visualizzazioni

Secondo il principio di funzionamento, i profilometri sono divisi in contatto e senza contatto dispositivi. I dispositivi di contatto sono dotati di uno speciale stilo in acciaio con punta dura. Determina il livello di rugosità, spostandosi lungo la superficie del prodotto, e fornisce le letture allo schermo installato nel corpo del dispositivo.

I profilometri senza contatto o ottici determinano il livello di rugosità della parte utilizzando un sensore ottico e un laser, che inoltre, esaminando la superficie, visualizza i dati ottenuti su uno speciale monitor in miniatura. Consideriamo più in dettaglio entrambi i tipi di profilometri, le caratteristiche del loro funzionamento e le principali caratteristiche tecniche.

Contatto profilometri

Per un esempio illustrativo, consideriamo uno dei profilometri a contatto più comuni: un dispositivo con una lettura digitale del modello 296. È un tipico rappresentante dei dispositivi di questa classe di tecnologia di misurazione, il cui funzionamento si basa sulla conversione induttiva del segnale. Questo strumento è progettato per misurare solo il livello di rugosità delle superfici piane. Strutturalmente, un profilometro a contatto è costituito dai seguenti elementi:

• stilo in acciaio con una punta dura, solitamente diamantata;
• dispositivo per lo spostamento della sonda;
• trasduttore di livello di rugosità;
• convertitore digitale e amplificatore di segnale di potenza;
• display o monitor in miniatura;
• sensori di inversione per controllare la sonda, la direzione del suo movimento;
• interruttore della modalità di misurazione;
• relè di impostazione dell'intervallo di tempo.

Il modello di profilatore 296, nonché i dispositivi di una modifica simile, ad esempio il modello di profilatore 130, sono considerati apparecchiature di misurazione fisse. Questi dispositivi sono principalmente utilizzati per determinare la rugosità delle superfici solo in condizioni di laboratorio, officina.

Ma, oltre a loro, ci sono anche profilatori di contatti mobili o portatili di piccole dimensioni. Ad esempio, un dispositivo di misurazione di fabbricazione russa modello TR-100 con un trasduttore piezoelettrico.

Nonostante il fatto che questo profilometro funzioni secondo lo stesso principio dei modelli precedenti, la sua funzionalità consente di determinare il livello di rugosità non solo su superfici piane, ma anche convesse e concave.

Regolazione della lettura della grandezza in uscita o indicazione in modello TR-100 eseguito a spese di un'unità speciale, inoltre integrata nel circuito operativo principale del dispositivo. Inoltre, il profilometro TR-100 ha un intervallo di misurazione più ampio, da 0,05 a 50 micrometri (μm). Il suo svantaggio significativo rispetto ai dispositivi di laboratorio o officina è la minore precisione di determinazione (la differenza tra i modelli è di circa il 10-12%).

Profilometri senza contatto

A differenza dei modelli a contatto, i profilometri senza contatto hanno più capacità. Pertanto, oggi sono molto più diffusi, sono più spesso utilizzati nella produzione. I loro principali vantaggi sono la possibilità di scansione remota, nonché la funzione di trasferimento dei dati online e l'output automatico delle informazioni su un monitor di computer o una stampante per la stampa successiva . La distanza consentita o la distanza dalla superficie indagata dipenderà dal modello specifico del misuratore. Come nel caso dei modelli a contatto, anche i dispositivi contactless sono di due tipi principali: fissi e portatili.

Un profilometro stazionario senza contatto con la funzione di registrare il risultato ottenuto include i seguenti elementi:

• piastra di atterraggio con scanalature speciali in cui è fissato il materiale o il prodotto di prova;
• testa laser speciale per la scansione di superfici;
• un dispositivo ottico con trasduttori di misura primari - un sensore o sensore speciale;
• canale guida per la trasmissione dell'onda - guida d'onda;
• un nodo informatizzato con un'interfaccia utente appropriata per controllare il dispositivo e collegare ad esso dispositivi di registrazione aggiuntivi.

La funzionalità ben congegnata del profilometro ottico senza contatto consente di determinare e visualizzare sul monitor una quantità molto ampia e, nella maggior parte dei casi, esaustiva di informazioni necessarie. I dati dettagliati aiutano a stabilire il più accuratamente possibile il livello di rugosità superficiale e la necessità di ulteriori elaborazioni. Le informazioni risultanti includono indicatori importanti come:

• profilo dell'area di scansione - longitudinale e trasversale;
• massima precisione di misurazione consentita per una superficie specifica;
• discretezza (discontinuità) della fase di misura del dispositivo;
• errore di lettura al momento della scansione, nonché il possibile errore totale totale.

Oltre alla funzionalità principale, tali profilometri forniscono la capacità registrare i risultati ottenuti su una speciale carta in rotolo per stampa termica . La registrazione stessa viene eseguita sotto forma di profilogramma, in modo che il dispositivo possa essere utilizzato anche come profilografo a tutti gli effetti. Il controllo e il monitoraggio della scansione viene effettuato in una modalità di dialogo separata, questo consente la rimisurazione del livello di rugosità non sull'intero prodotto, ma solo nelle aree richieste.

Come esempio di profilometro portatile o mobile senza contatto, considera uno dei modelli più popolari di questo tipo di dispositivo: metro di produzione tedesca Mahr MarSurf PS1 . In questo dispositivo compatto, il segnale di controllo viene trasmesso al circuito corrispondente utilizzando uno speciale sensore ottico. Le fluttuazioni casuali involontarie (cambiamenti parziali periodici) della distanza tra la superficie indagata e il ricevitore di lettura dell'apparato sono compensate da un sistema automatico di calibrazione del passo di misura.

Il profilometro è dotato di un comodo display digitale e di uno speciale stilo retrattile senza contatto. Campo di misura del livello di rugosità in modello portatile Mahr MarSurf PS1 varia da 5 a 15 micrometri.

Come tutti i moderni profilometri mobili, il dispositivo funziona non solo dalla rete elettrica, ma anche da batterie integrate. Ci sono anche modelli con batterie rimovibili.

Come scegliere?

La scelta del misuratore dipenderà direttamente dal tipo di superficie da esaminare e dallo scopo, dalla complessità dell'oggetto da testare. I profilometri fissi e non a contatto forniscono una valutazione più accurata e dettagliata del livello di rugosità del materiale . La rugosità delle superfici dure, come le parti in acciaio ad alto tenore di carbonio, si misura meglio con uno stilo diamantato. È più conveniente effettuare una valutazione operativa o parziale della qualità della lavorazione del materiale con un portatile dispositivo portatile.

I misuratori ottici senza contatto sono progettati solo per la scansione di materiali puliti: polvere e sporco possono distorcere in modo significativo il risultato.

In particolari condizioni di produzione, si consiglia di utilizzare profilometri a contatto con punta di diamante duro per controllare tali superfici, altrimenti il valore di rugosità sarà errato.