Схема гарнитуры толщиномера для телефона. Магнитный толщиномер – слабые места столь точного прибора! Использование деталей и их замена
При проведении работ, связанных с покраской металлических поверхностей, зачастую появляется потребность определения толщины лакокрасочного покрытия автомобиля. Существует несколько способов это сделать.
В промышленном производстве для этого как правило используют ультразвуковые толщиномеры, которые функционируют по принципу эхолокации. К лакокрасочному покрытию прикладывается датчик, являющийся по сути пьезо-преобразователем, на который поступают серии ультразвуковых импульсов. Ультразвуковой электросигнал следует сквозь слой краски автомобиля, а затем отражается от стальной поверхности.
Отражённый электросигнал фиксируется датчиком, и поступает на фазовый детектор, который сопоставляет фазу отправленного и отражённого импульса, а после формирует сигнал, соразмерный времени запаздывания, а следовательно и толщине краски.
Данный метод довольно точен, однако крайне сложен для самостоятельного изготовления. Значительно проще изготовить толщиномер на основе индуктивных или ёмкостных датчиков.
Если покрытие лакокрасочное, то возможно использовать ёмкостный датчик, который состоит из двух небольших металлических пластин. Они прикреплены к диэлектрической подложке и прикладываются к исследуемой поверхности.
Между пластинами замеряется фактическая ёмкость, которая находится в прямой зависимости от диэлектрической проницаемости лакокрасочного покрытия авто и от его толщины. Калибровку толщиномера следует выполнять для каждого типа лакокрасочного покрытия.
Наиболее удобны в применении индуктивные датчики. Такой датчик по сути миниатюрный Ш-образный трансформатор, сделанный с одной стороны катушки, без замыкающих пластин. Если незамкнутой стороной такого датчика приложить к исследуемой поверхности, то от толщины немагнитного зазора, создаваемого лакокрасочным покрытием, меняется индуктивность данной катушки.
Один из методов замера состоит в том, что катушку используют в роли LC — генератора НЧ. Электросигнал поступает на частотный детектор, а после на модуль индикации. Метод неплох, однако довольно сложен. Электрическая схема несложного толщиномера автомобиля, но довольно точного приведена в данной статье ниже.
Прибор для измерения толщины лакокрасочного покрытия автомобиля — описание
Прибор для измерения толщины лакокрасочного покрытия автомобиля — генератор постоянной частоты и амплитуды, последовательно с выходом, которого подсоединяется индуктивный датчик. Напряжение после датчика детектируется, нормализуется и подаётся на блок индикации.
Для отображения полученной информации возможно использовать малогабаритный стрелочный индикатор, откалибровав его шкалу, однако более подходящей является светодиодная индикация.
В данном толщиномере в роли датчика применяется трансформатор от абонентского громкоговорителя. Как уже было сказано выше, трансформатор не замкнут и пропитан эпоксидной смолой совместно с другими радиоэлементами в корпусе подходящих размеров.
Рабочая часть датчика отшлифована до блеска. Преимущества устройства — его малые размеры и способность определять толщину любых немагнитных лакокрасочных покрытий, даже покрытий которые могут проводить электрический ток, к примеру, толщину алюминиевого напыления или гальванического покрытия из меди на стальной поверхности. Толщиномер калибруется при помощи пластин (немагнитных) заранее известной толщины.
Детали прибора для измерения толщины покрытия
В электрической схеме возможно использовать различные операционные усилители с небольшим током потребления и низким напряжением питания. У используемых ОУ величины сопротивлений между выводами 4 и 8 определяют ток потребления и составляют 1…1,5 МОм.
Возможно применить сдвоенные ОУ, к примеру LM358 или подобные. Микросхему К561ЛА7 возможно поменять на К561ЛЕ5 или произвольные инверторные логические элементы. Если необходимо увеличить точность АЦП — взамен цифровой микросхемы возможно использовать счетверённый компаратор LM339. Значительно упростить электросхему возможно использовав микросхему A277 (К1003ПП1) для линейной световой индикации, правда увеличится ток потребления.
В данном случае микросхемы К561ЛА7 и КР1533ИД3 вместе с сопротивлениями обвязки не понадобятся – контакт входа микросхемы подсоединяется на вывод второго ОУ. в схеме применяется не только в качестве генератор стабильной частоты для индуктивного датчика, но и в роли инвертора отрицательной полярности для создания напряжения -2 вольт, нужного для нормального функционирования операционного усилителя.
Безошибочно собранная электрическая схема начинает функционировать сразу — остаётся лишь индивидуально откалибровать светодиодную индикацию подстроечных сопротивлений и немагнитных пластин заранее известной толщины.
Эта статья будет о полезном для автолюбителей девайсе, как же все-таки это слово (девайс) подходит ко всему, о толщиномере краски. Самое интересное, что толщиномер рассмотренный в нашей статье изготовлен своими руками, то есть прост в использовании и дешев. Это значит, что практически каждый заинтересованный автолюбитель сможет собрать себе подобный толщиномер, без особых проблем и расходов.
Да, конечно, данный прибор не претендует на абсолютно точные измерения, имеет свои недостатки, так как не сможет работать окрашенным пластиком. Тем не менее, для явных проблемных зон кузова, когда толщина шпатлевки будет измеряться в миллиметрах, он точно будет полезен. Даже скажем так, он станет явным фактом, который можно будет использовать для аргументации снижения цены, либо для принятия решения об отказе покупки проверяемого автомобиля. Здесь многие могут сказать, что обладая высокоразвитой логикой мышления и значительным опытом они итак смогут сказать, что машина была крашена и сделана, но не все же такие проницательные… Так что возможно кому-то и такой вариант станет незаменимой альтернативой.
Принцип действия толщиномера краски изготовленного своими руками
Здесь как все гениальное, которое просто, есть некая аналогия. Фактически есть упругий элемент - резинка и магнит. Магнит удерживается на кузове и оттягивается посредством этого самого упругого элемента. В итоге, каждый раз при отрыве магнита от кузова, в зависимости от толщины краски и силы примагничивания, будет по-разному проявляться свойства этого упругого элемента, тем самым указывая на отклонения, относительно предыдущего измерения. На основании этого и можно будет сделать вывод о том, где только слой краски, а где есть еще и шпатлевка.
Изготовление толщиномера краски своими руками
За основу взята обычная пищущая ручка. Так на стержень, на его конец скотчем закреплен неодимовый магнит. Неодиомывый так как у него наиболее сильно проявлятся притягивающие свойства, а значит показания, при измерении, можно достичь более высокие. Также несколько отрезков самоклеющейся пленки, можно ее заменить впрочем и на обычную изоленту. На другом концестержня закреплена резинка-жгут. Вроде того, который используется на очках для плавания. Второй конец резинки прожжет через корпус ручки и также закреплен скотчем. Все делается быстро и требует каких-либо особых умений и инструмента.
Теперь можно провести и полевые испытания, скажем на кухонном холодильнике. В зависимости от выдвижения стержня до его отрыва, можно сделать заключение о расстоянии от металла до прилегающего к кузову магнита. Так если стержень выдвинулся незначительно, значит расстояние большое. Такой случай будет характерен для слоя шпатлевки на кузове машины. Что укажет на то, что машина ремонтировалась. Если же стержень выдвигается на большую длину, то здесь лишь слой краски, без шпатлевки.
Даже толщина листа бумаги уже дает знать о изменении силы притяжения магнита.
Еще раз повторимся, что данный толщиномер будет полезен лишь начинающим автолюбителям, так как точность его не высока, да и покраска деталей без использовании шпатлевки никак не проявится при использовании подобного прибора. Тем не менее и такой прибор станет кому-то подспорьем, о чем мы уже говорили в начале нашей статьи.
Если же вы хотите приобрести электронный толщиномер, то не лишним будет прочитать . В которой рассказывается о видах толщиномеров и о принципе их работы.
Магнитный толщиномер покрытий считается более продвинутым способом узнать, насколько же надежным является слой краски на изделии. Почему он такой технологичный, но не так популярен, мы обсудим в этой статье.
Как работает толщиномер с магнитной хваткой?
Современные технологии приборостроения позволяют специалистам получить данные бесконтактными способами. Чтобы увидеть то, что скрыто внутри двигателя, механизма, организма человека, давно не нужно разбирать объект исследования. Медицина имеет на вооружении аппараты ультразвуковой диагностики и прочие достижения науки, а в технике применяются схожие по принципу действия приспособления, например, толщиномеры и прочие устройства, позволяющие с легкостью получить точные данные об исследуемом объекте. Чтобы, к примеру, исследовать двигатель автомобиля, нужен технический эндоскоп, а для внешнего обследования кузова – толщиномер.
Действуют они по принципу магнитной индукции, отмечая сопротивление магнитной цепи и воздействие на неё толщины покрытия. Снимаемые показания фиксируются прибором в порядке: основание – покрытие – датчик. Существуют другие виды толщиномеров (не магнитные), которые предназначены для получения данных о покрытии с основанием из цветных металлов. Они действуют по принципу вихревых токов, и о них будет рассказано ниже. Сейчас поговорим о магнитных типах этих приборов.
Где авторитетно показание толщиномера?
Магнитный толщиномер лакокрасочных покрытий чрезвычайно полезен в станкостроении, автомобилестроении, судостроении и самолетостроении. К примеру, во время производственного процесса требуется получить данные о толщине хромового покрытия на торцах плоских деталей, проконтролировать наличие брака или измерить толщину покрытия готовых колец компрессионных двигателей внутреннего сгорания.
Кроме того, магнитные толщиномеры применяются отделами технического контроля, лабораториями, специализированными мастерскими и просто в ремонтных работах. Его показаниям доверяют эксперты-оценщики страховых компаний и другие лица, заинтересованные в измерении толщины покрытия. В основу работы прибора положен принцип использования свойств постоянных магнитов. Магнитное основание, на которое нанесено покрытие (объект измерения), взаимодействует с магнитом, встроенным в прибор.
Сила этого взаимодействия и является базовым показателем измерения толщины поверхности: чем слабее сила, тем толще покрытие.
Как правильно работать с прибором?
Пользоваться толщиномером несложно: не требуются специальные технические навыки. Прибор подносят к объекту, прижимают щупом к поверхности, и датчик, который встроен в этот щуп, измеряет показания от конца датчика до основания. Через короткое время, после звукового сигнала, на экране появляется результат. Возможна постановка задачи для однократного измерения, возможна настройка периодического обновления показаний через равные промежутки времени. Таким образом, измеряется толщина покрытия. Некоторые модели (например, МТ-201К ) имеют в комплекте столик для снятия показаний.
В работе устройства существуют некоторые ограничения, упомянутые в его технических характеристиках. На том, что нежелательно, остановимся подробнее. Самым главным является то, что магнитный прибор не способен к работе с основаниями из других материалов, кроме ферромагнитных. Об этом было сказано вначале, когда шла речь о принципе работы прибора. Как определить пригодность металлического основания? Нужно поднести к нему магнит. Если притяжение ощутимо, значит основание годно к измерению магнитным толщиномером. Если притяжение заметно слабое, то придется использовать другой вид прибора. Основания из дерева, пластика, таких металлов, как медь и алюминий, не пригодны для работы с описываемым прибором. Также невозможна работа с сырым покрытием.
Какие ещё покрытия могут выдать погрешность в расчете данных? Это никель, краска с примесью железа (если окрашивание было произведено по ржавому металлу), покрытия, подверженные деформации. Поролон, пенопласт – тоже не желательны для исследований. Полученные данные будут точнее, если основание будет однородным, а не представляет собой прикрепленные друг к другу пластинки. Это связано с тем, что сочетание близко расположенных металлических пластин будет вызывать наложение их магнитных полей друг на друга.
Ещё одним противопоказанием к работе является слишком тонкое основание. Если его толщина меньше, чем 0,5 миллиметров, то точность измерения снижается (не очень значительно). Диаметр основания тоже имеет значение: если он меньше 10 миллиметров, это также нежелательно. Бывают случаи, когда данные на выходе должны быть уточнены согласно эталонным. Это случаи, когда основание слишком тонкое (0,3-0,5 мм), либо слишком толстое (свыше 5 мм), либо исследуются два и более основания, различных по диаметру. Процесс уточнения показаний прибора называется калибровкой. Для калибровки устройство комплектуется образцами стали и алюминия, которые служат объектами контроля, а также для сравнения полученных показаний.
Чем заменить магнитный толщиномер, если основание не магнитно?
Как было обещано, сейчас расскажем о других видах толщиномеров. Помимо магнитного, выпускаются механические, вихретоковые, электромагнитные и электромагнитно-вихретоковые. В ремонтных и строительных работах популярностью пользуется механический толщиномер. Предназначен он для того, чтобы проконтролировать слой краски, которым покрывают поверхность. Это обеспечивает, во-первых, равномерное нанесение покрытия, во-вторых, уменьшает расход материала.
Часто влажный лак или краска выглядят, как будто они нанесены равномерно. Однако после высыхания обнаруживаются неплотно закрашенные участки поверхности. Это устраняется путем закрашивания этих мест и последующего покрытия краской всего объекта, что приводит к двойному перерасходу. Механический толщиномер используют для снятия данных о влажном слое лакокрасочных материалов, которыми был покрыт объект. Щуп или гребенка имеет маркеры на зубцах. Его прижимают к поверхности на несколько секунд, затем осматривают. Относительно отпечатка материала на зубцах между маркерами делают вывод о толщине слоя.
Для оснований из цветных металлов используют вихретоковые толщиномеры. В основе лежит принцип вихревых токов, или токов Фуко. Через катушку проходит ток (частота свыше 1 МГц), который порождает переменное магнитное поле, что приводит в действие датчики на щупе. При прижатии прибора к токопроводящему материалу (поверхность объекта) происходит порождение на нем токов Фуко. Эти вихревые токи генерируют свои, противоположные электромагнитные поля, которые подвергаются измерению датчиками.
Подводя итоги, следует сказать, что в названии прибора заложена подсказка о принципе его работы: в магнитном толщиномере используется принцип взаимодействия магнита, встроенного в устройство, и магнитной поверхности объекта. Его применяют для измерения толщины покрытия на основании из черных металлов. В механическом толщиномере следует визуально осмотреть краску на зубцах щупа и сделать вывод о данных. С точки зрения точности показателей он является самым неточным. Вихретоковая модель помогает там, где невозможно использовать магнит – на непроводящей поверхности и цветных металлах.
Измеритель позволяет контролировать толщину лакокрасочного покрытия, нанесенного на изделия из черного металла. Пределы измеряемой толщины от 0 до 0,8 мм. Точность измерения при толщине от 0 до 0,4 мм - ±0,02 мм, а от 0,5 до 0,8 мм - ±0.05 мм. Устройство питается от батареи «Крона», потребляемый ток не превышает 25 мА, работоспособность прибора сохраняется при снижении напряжения батареи до 7 В.
Собранный на отечественном таймере КР1006ВИ1 генератор генерирует прямоугольные импульсы с частотой следования около 300 Гц и скважностью два. На выходе генератора, с целью повышения точности результатов измерений толщины лакокрасочного покрытия, имеется фильтр низкой частоты на резисторах и конденсаторах R3, C2, R4, R5. Подстроечное сопротивление R5 является регулятором уровня, которым задают оптимальный уровень работы устройства. На микросхеме LM385 собран усилитель низкой частоты.
Трансформатор является собственно измерительным датчиком. Он сделан из Ш-образных пластин без замыкающих пластин, т.к их функцию роли выполняет кузов автомобиля. Таким образом, чем выше толщина лакокрасочного покрытия, тем выше немагнитный зазор и поэтому меньше связь между катушками трансформатора. Для отсечения высокочастотных помех на выходе усилителя имеется фильтр R6C4. Конденсатор C5 разделительный.
Результаты измерений толщиномера лакокрасочного покрытия автомобиля получают с помощью тестера или измерительной головки PA1 с диода КД522А.
Переключатель SB2 позволяет проверить степень разреженности батареи питания. Измерение осуществляют при нажатой кнопке SB1.
Таймер КР1006ВИ1 можно заменить на LM555, а стабилизатор КР1157ЕН502А - на 78L05.
Все постоянные резисторы - МЛТ-0,125, подстроечные - СПЗ-276. Конденсаторы С1, С2, С4 - КМ-6 (или К10–17, К10-23), конденсаторы C3, С5, С6 - К50–35. Микроамперметром РА1 служит указатель уровня записи от магнитофона «Электроника-321» (сопротивление рамки 530 Ом, ток полного отклонения стрелки - 160 мкА).
Трансформатор был позаимствован от радиоприемника с магнитопроводом Ш 5×6 и слегка перемотан. Первичная обмотка, содержит 200 витков провода ПЭЛ 0,15. Вторичная - 450 витков этого же провода. При сборке пластин трансформатора их требуется промазать эпоксидным клеем.
Настройка автомобильного толщиномера осуществляют с установки движка потенциометра R7 в крайнее левое положение. Трансформатор требуется поместить вдали от любых металлических предметов. Вращая движок сопротивления R5 нужно добиться отклонения стрелки микроамперметра на пять процентов. Затем трансформатор прислоняют к чистому стальному листу и изменяя значение сопротивления R7 добиваются максимально возможного отклонения стрелки микроамперметра. Затем просто калибруют прибор, подкладывая между стальным листом и трансформатором листы бумаги толщиной 0,1 мм.
Резистор R8 подбирают так, чтобы со свежей батареей питания при нажатии на обе кнопки SB1 и SB2 стрелка микроамперметра отклонялась до конечного деления шкалы. Подключив к прибору разряженную до 7 В батарею, повторяют измерение на шкале микроамперметра и делают отметку, соответствующую разряженной батарее.
Стабилизатор 78L05 позволяет работать схемы с заложенной точностью измерений и при снижении питания батареи «крона» до 7В.
Измеритель толщины лакокрасочного покрытия можно собрать на печатной плате, чертеж которой приведен ниже.
При покупке автомобиля бывшего в употреблении, покупатели часто вызывают для проверки машины специалиста, который имеет определенный набор оборудования и знаний, чтобы определить – участвовало транспортное средство в авариях или нет. Главное «оружие» эксперта по оценке автомобиля – это толщиномер. Данное устройство представляет собою небольшой ручной прибор, позволяющий определить слой краски и других материалов, которые нанесены на корпусные детали автомобиля.
Чаще всего толщиномер можно увидеть в руках профессионалов, и возникает ощущение, что пользоваться им самостоятельно довольно сложно. На самом деле у прибора простой принцип работы, а определить по его показателям состояние конкретной детали автомобиля сможет каждый после того, как прочтет нашу статью.
Толщиномер любого вида необходим для выполнения простой задачи – замера расстояния от начала лакокрасочного покрытия до «живой» детали. При сканировании выбранной области устройство учитывает не только слой краски, но и шпаклевку, за счет чего водитель и получает необходимую информацию о проведении кузовных работ над конкретной деталью.
Каждый автолюбитель, который собирается купить толщиномер для проведения самостоятельной диагностики приобретаемых автомобилей, должен запомнить, что на заводе на кузовные части машины наносят слой краски в 0,7-1,9 мм. На основании данных цифр предстоит делать вывод о состоянии конкретной детали транспортного средства. Если кузов машины подвергся реставрации после аварии, вероятнее всего для его восстановления наложили слой шпаклевки, чтобы скрыть повреждения. После на шпаклевку была нанесена краска, и это серьезно повышает толщину лакокрасочного покрытия детали. В среднем, минимальный слой краски и шпаклевка выдадут на толщиномере показатель в 2,1-2,7 мм. Если восстановление детали проводилось небрежно, то цифры могут быть значительно выше.
Обнаружив поврежденную деталь в автомобиле при помощи толщиномера, следует изучить ее подробнее. Для этого вместо стандартных 4-6 точек прибором необходимо замерить весь периметр детали. Это позволит понять степень повреждения и примерное место, куда пришелся удар. Таким образом, появится возможность определить – пришлось шпаклевать деталь из-за простого удара о дерево или забор или на то были более серьезные причины, к примеру, тяжелая авария.
Автомобиль после восстановления хорошими мастерами может проездить десятки лет, не подавая никаких признаков неисправности. Однако его безопасность вызывает серьезные вопросы, поскольку в результате предшествующей аварии могли быть нарушены геометрические параметры кузова, что снизило заложенный в него баланс для противостояния внешним повреждениям. Если восстанавливали кузов после аварии любители, то проблемы с ним рискуют начаться через несколько месяцев, когда детали начнут ржаветь, а шпаклевка разойдется.
Как пользоваться толщиномером для лакокрасочных поверхностей автомобиля?
Толщиномер – предельно простой прибор, который автоматически проводит все измерения, выдавая своему владельцу готовые цифры по толщине лакокрасочного покрытия конкретной детали. Имеется несколько рекомендаций, как пользоваться толщиномером, чтобы получить максимально достоверную информацию о состоянии кузова автомобиля:
Небольшой удар в крыло автомобиля, которое позже было хорошо отремонтировано, может сыграть на руку покупателю. Если продавец не стал рассказывать о битой части машины, но она была обнаружена при помощи толщиномера, можно заставить его сделать хорошую скидку на автомобиль.
Виды автомобильных толщиномеров
В продаже можно найти сотни толщиномеров от различных производителей и в самой разной категории цен. Некоторые дешевые модели приборов не могут похвастаться хорошим качеством изготовления и точностью измерений, а в слишком дорогих толщиномерах, зачастую, имеется масса «лишних» для рядового пользователя функций, которые могут потребоваться профессионалам. Всего же толщиномеры можно разделить на 4 основных вида, в зависимости от принципов, которые заложены в основу измерений:
Учитывая немалую стоимость качественных толщиномеров, покупатели поддержанных автомобилей довольно редко приобретают подобное диагностическое оборудование. Данное решение нельзя назвать верным, и перед тем, как покупать машину «с рук», обязательно следует нанять специалиста, который сможет осмотреть автомобиль, или, как минимум, обзавестись толщиномером.
