Advies
Lakdiktetester: niet-beschadigende bepaling van de dikte van een coating
De dikte van een coating kan een grote rol spelen, van de corrosiebescherming van containers of steunelementen tot het lakken van auto- of machineonderdelen. Niet-destructieve methoden verdienen uiteraard de voorkeur voor het meten van de dikte van de coating. Voor dit doel zijn er lakdiktemeters ontwikkeld die zowel met elektromagnetische of elektrische velden als met ultrageluid werken.
Op deze pagina leert u hoe deze instrumenten werken en waar u op moet letten bij de aankoop ervan.
Elk instrument voor het niet-destructief bepalen van de dikte van een coating is uiteindelijk een afstandsmeter: het meet de afstand tussen zijn sonde en het substraat. Alles daartussen wordt gedefinieerd als een coating en weergegeven als een lengtemaat op een display.
Dit leidt tot een fysieke afhankelijkheid tussen de sondetechnologie en het dragermateriaal. Enerzijds wordt onderscheid gemaakt tussen ijzerhoudende en niet-ijzerhoudende, maar elektrisch geleidende substraten. Anderzijds kunnen ook gecoate materialen worden onderzocht die noch op elektromagnetische noch op elektrische velden reageren.
Voor het meten van de laagdikte op metalen substraten zijn twee technologieën ingeburgerd, namelijk magnetische inductie en draaistroomtechnologie. De keuze van de technologie hangt af van de vraag of het om ferro- of non-ferrometalen gaat. De meeste coatingdiktemeters zijn geschikt voor beide metingen en maken handmatige of automatische selectie van de meettechniek mogelijk. De meetwaarde wordt niet beïnvloed door de meeste soorten coatings, dus verf, waterdichtingsmembranen of andere coatingsystemen interfereren niet, alleen andere metalen.
Laagdiktetesters werken heel anders, omdat hun dragermateriaal niet reageert op elektromagnetische of elektrische velden.
Hierbij wordt ultrageluid in het lage megahertz-bereik gebruikt, waarvan de reflectie afhankelijk is van het substraat en dus informatie geeft over de dikte van de coating.
Voor alle laagdiktemeters geldt: ze geven alleen relatieve waarden weer! Dit betekent dat zij vóór de meting moeten worden gekalibreerd op een nulwaarde, die het resultaat is van het rechtstreekse contact van de sonde met een monster van het substraatmateriaal. Sommige apparaten voor ultrasone metingen kunnen echter een automatische nulkalibratie of offsetkalibratie uitvoeren.
Voor ijzerhoudende substraten zoals gegalvaniseerde staalplaten gebruiken sommige laagdiktetesters een permanente magneet als bron van het magnetische veld. Gewoonlijk wordt een Hall-effectsensor gebruikt om de magnetische fluxdichtheid aan één pool van de magneet te meten. Andere apparaten werken met een elektromagneet en een draadspoel om het veld te detecteren.
De verandering in magnetische fluxdichtheid aan het oppervlak van de sonde wanneer deze de coating raakt, wordt altijd gemeten. De grootte van de fluxdichtheid houdt rechtstreeks verband met de afstand tot het substraat, zodat door meting van de fluxdichtheid de dikte van de deklaag kan worden bepaald.
Een typisch voorbeeld van inductieve meting van de dikte van een coating is het testen van de verf op een motorvoertuig. In de regel test de tester de verf eerst op een deel dat zelden door ongelukken wordt aangetast, bijvoorbeeld het dak van de auto. Als de meting op carrosseriedelen die gevoelig zijn voor ongevallen, zoals bumpers, spatborden of deuren, soms aanzienlijke verschillen aan het licht brengt, kan het gaan om onprofessionele herstellingen. In dergelijke gevallen zijn de deuken vaak niet glad uitgevuld, maar slechts opgevuld met plamuur en vervolgens overgeschilderd. De afstand tussen het plaatwerk van de auto en de lak is natuurlijk groter dan bij onbeschadigde carrosseriedelen.
Metalen zoals aluminium, koper of hoogwaardig staal geleiden elektriciteit, maar reageren niet of slechts zeer zwak op elektromagnetische velden. Een zuivere inductiemeting is dus niet mogelijk. In deze gevallen worden wervelstroomtechnieken gebruikt, die in de meeste meettoestellen reeds in de fabriek kunnen worden geselecteerd of automatisch worden geactiveerd.
Voor draaistroommeting wordt een spoel van fijn draad gebruikt waar een hoogfrequente wisselstroom, vaak met een frequentie van ten minste 1 megahertz, doorheen wordt geleid. De stroom creëert een wisselend magnetisch veld in de spoel aan het oppervlak van de sonde, dat op zijn beurt een tegengesteld wervelstroomveld creëert in het substraat. Een spoel in de onmiddellijke nabijheid van de excitatiespoel detecteert het veld, waarna het meetapparaat uit de verschillen de afstand tussen sonde en substraat en dus de laagdikte kan berekenen.
Ultrasone lakdiktetesters meten de tijd die het geluid nodig heeft om van de meter door de coating naar het substraat en terug naar de meter te reizen. De methode is technisch verwant aan ultrasone sonografie, zoals die bijvoorbeeld in de geneeskunde wordt gebruikt voor de beeldvorming van inwendige organen.
In tegenstelling tot de eerder genoemde methoden is voor ultrasone metingen geen metalen substraat nodig. Glas en kunststoffen zijn geschikt als reflectiemiddel, evenals hout, beton en metselwerk. Aangezien de geleiding van geluid in vaste stoffen varieert, kan de dikte van de coating worden bepaald aan de hand van de voortplantingstijd van het signaal. De ultrasone transducer is gewoonlijk een piëzo-element dat oscilleert in het bereik van één cijfer megahertz. Nadelen van ultrasone metingen zijn, althans bij goedkope versies, de grotere onnauwkeurigheid in vergelijking met andere meetmethoden, alsmede laagdiktes van ten minste één millimeter.
Het substraat dat gewoonlijk aanwezig is voor de lakdiktemeting is bepalend. Aangezien de meeste lakdiktemeters zowel elektromagnetische metingen als de wervelstroommethode bieden, zijn zij de eerste keuze voor metalen substraten. Indien hoofdzakelijk metingen worden verricht op niet-metalen substraten, moet een ultrasoon toestel worden gekozen.
De meetbereiken voor metalen substraten liggen meestal tussen 0 en 5000 micrometer, voor substraten voor ultrasone metingen tot 300 millimeter. Types met externe sondes zijn praktisch, omdat ze ook op anderszins ontoegankelijke plaatsen kunnen worden gebruikt. Geïntegreerde sondes zijn vooral te vinden op vrij goedkope apparaten.
Wat de weergave van de meetwaarde betreft, hebben alle professioneel bruikbare digitale coatingdiktemeters een numeriek display en een nauwkeurigheid van 0,5 tot 5 procent. Hoogwaardige apparaten hebben ook opslagmogelijkheden voor meetwaarden en vaak ook interfaces voor gegevensoverdracht.