Где применяют измеритель шероховатости

Устройство эксплуатируют при измерении показателей в лабораториях, в машиностроительной и приборостроительной отраслях и полевых условиях там, где нужно определить уровень шероховатости изделий. Регламент проведения работ, номенклатура и диапазон значений зафиксированы ГОСТ 2789-73.

Область применения — лаборатории и цеха промышленных предприятий

Профилометры бесконтактного действия

Измерители, описываемые далее, характеризуются дополнительными возможностями: дистанционным сканированием – оптическим или лазерным — поверхности, а также оперативной передачей данных на компьютер и принтер.

Средство для бесконтактного измерения и записи результата включает в себя:

1. Плиту с Т-образными пазами, в которых закрепляется металл изделия.
2. Лазерную сканирующую головку.
3. Оптический датчик.
4. Волновод.
5. Устройство управления с интерфейсом для подключения регистрирующих устройств.

Оптический измерительный датчик обладает характеристиками, которые позволяют измерять и выводить на монитор достаточно большой объём информации: продольный и поперечный профили трассы сканирования, точность, дискретность шага измерений, текущую и суммарную погрешность отсчёта и пр. Принцип записи профилограммы на термопечатающую рулонную бумагу превращает данное устройство в полнофункциональный профилограф. Процесс и производство измерений управляются в диалоговом режиме. Таким образом, можно позволять повторное отслеживание шероховатости на некоторых участках измеряемого образца.

Примером бесконтактного профилометра компактного типа является профилометр Mahr MarSurf PS1. Для такого метода передачи управляющего сигнала в схеме предусмотрен оптический датчик. Возможные колебания расстояния между приёмником и измеряемой поверхностью автоматически компенсируются системой отсечки шага. Устройство использует как сетевое питание, так и от встроенного аккумуляторного привода. Паспорт профилометра Mahr снабжён подробным описанием методики применения данного прибора. Бесконтактный профилометр Mahr имеет диапазон измерения шероховатости в пределах 5…15 мкм.

Профилометр Mahr Marsurf PS1

Принцип работы измеритель шероховатости

В основе профилометра лежит алмазная или твердосплавная игла, непосредственно определяющая неровности изделия. Ее перемещают по поверхности детали, в случае каких-либо колебаний, связанных с зафиксированными неровностями, происходит вертикальное движение иглы. Датчик фиксирует это движение и преобразует в токовый импульс, который обрабатывает усилитель и выводит на экран всю информацию о поверхности изделия. Прибор выдает такие показатели:

• Ra

  – среднеарифметическое отклонение рельефа от средней линии;

• Rz

  – высота неровностей рельефа по 10 точкам.

Оборудование также способно демонстрировать средневзвешенные, амплитудные или суммарные характеристики.

Где купить

Проще всего приобрести нужный прибор в специализированном магазине или оптовой организации. Их адреса легко отыскать в интернете. Здесь можно не только увидеть товар живьем, но и протестировать его, ознакомится с гарантийными обязательствами производителя и получить консультацию продавца.

Если такой возможности нет, остается заказать онлайн товар в интернет-магазине. Лучше, если это будет площадка компании-производителя данного оборудования. В этом случае можно быть уверенным в том, что вы получите тот инструмент, который заказан, в полном комплекте, с оформленным гарантийным талоном.

Если цена покажется неподъемной, можно попробовать найти подержанное устройство на виртуальной распродаже типа Авито.

Виды профилометров

Контрольно-измерительные приборы отличаются по способу выдачи информации:

• Профилометры

  – показывают информацию на экране в режиме реального времени.

• Профилографы

  – показывают информацию после окончания замеров в виде графиков, которые позже расшифровывают и анализируют.

Согласно ГОСТ 19300-86 профилометры и профилографы подразделены на:

• Стационарные

  – для проведения измерений в лабораториях.

• Стационарно-переносные

  – для контроля поверхностей готовых изделий на производстве.

• Портативные

  – для контроля качества отдельных элементов при производстве или объектов на участках строительства.

Устройства также бывают контактным или бесконтактным:

• Контактные

  – в качестве щупа применяют алмазную иглу, которая передвигается по заданной линии на поверхности. Игла колеблется, если попадает на неровность, из-за чего формируется электрический сигнал, указывающий на размер неровности.

• Бесконтактные

  – к такому типу относят оптические и лазерные профилометры. Первые работают за счет теневой проекции, светового сечения и интерференции, вторые используют метод сдвига частоты излучения.

TIME 3221 – модификация прибора TIME3220, оснащенная выносным датчиком

Рейтинг качественных профилометров

Оптические 3D профилометры

Profilm 3D

Модель производства американской компании Filmerics. Недорогое изделие для построения трехмерного изображения шероховатости, использующее два метода оптической интерференции: интерферометрию белого цвета (WLI) и интерферометрию фазового сдвига (PSI), для определения степени неровности поверхности. Применяется в машиностроении, материаловедении, энергетике, криминалистике, микроэлектронике, оптике и т.д.

Исследования выполняются в диапазоне от субнанометра до миллиметра при минимальных затратах и стоимости работ.

Прибор оборудуется предметным столиком с приводами для перемещения в осях X и Y, широкоугольным объективом с 10 кратным увеличением, камерой в 5 мегапикселей. Способен выдавать точные результаты сканирования при толщине деталей от 50нм до 10мм (WLI) и от 0 до 3 μм (PSI).

На заметку! В международной системе единиц измерения μм обозначает микрометр.

Погрешность не превышает 0,7%. Вертикальное сканирование выполняется со скоростью 12 μм/сек. Цена уточняется у продавца.

профилометр Profilm 3D

Достоинства:

• простой;
• надежный;
• точный;
• недорогой.

Недостатки:

• результаты не передаются на ПК.

4.Оптические профилометры серии Surfiew Academy

Компания GL-tech из Южной Кореи занимаются разработкой и производством сканирующих интерферометров белого цвета. В обзоре представлена модель Surfiew Academy, способная мгновенно и с высокой точностью определять параметры шероховатости поверхностей в диапазоне от 1 нанометра до 10 мм.

На заметку! В международной системе единиц, бесконечно малые длины, в т.ч. длина волн видимого света, измеряются в миллионных долях метра или нанометрах (нм).

Процесс выполняется значительно быстрее, чем при использовании конфокального метода и протекает без повреждения исследуемых образцов. Программное обеспечение позволяет преобразовывать 3D изображение в 2D формат (3D рендеринг), выполнять математический анализ характера неровностей: скол, трещина и т.п. Доступно линейное и площадное сканирование. Визуализация процесса выводится на экран дисплея.

Средства измерения подобного типа применяются при оценке шероховатости деталей после особо точной обработки. Прибор оборудован одноцветной камерой 0,5 дюйма, белой LED подсветкой. Предметный столик размерами 12х12 см перемещается вручную. Цена уточняется у продавца.

профилометр Оптические профилометры серии Surfiew Academy

Достоинства:

• быстрота выполнения операций;
• высокая точность результатов;
• трехмерная картинка.

Недостатки:

• солидные габариты и вес;
• требует высокой квалификации оператора.

3.Оптический профилометр Swift PRO Duo

Модель, производства британской компании Vision Engineering Ltd. Представляет собой мощную и простую систему анализа шероховатости различных поверхностей. Многоцелевое устройство использует современные способы оптического анализа и видеотехнологий, позволяющие с успехом эксплуатировать его на производственной площадке и в стенах лабораторий.

Внушительный функционал дает возможность применять прибор в электронике и автомобилестроении, производстве медтехники и аэрокосмической области.

Управление Swift PRO Duo отличается понятным интерфейсом, высокой точностью измерений в соответствии с международными стандартами, 100-кратным увеличением реального изображения, простотой настроек и использования. Стоимость уточняется у продавца.

профилометр Оптический профилометр Swift PRO Duo

Достоинства:

• легкость использования;
• большая точность измерений;
• наличие видеокамеры;
• многофункциональность.

Недостатки:

• не выявлены.

LEICA DCM8 SR

Самые хорошие отзывы получает конфокальный 3D профилометр от германского производителя Leica Microsystems. В приборе реализованы возможности конфокального микроскопа и интерферометра. В сочетании с дополнительными функциями, такая конструкция быстро и точно определяет, и воспроизводит на экране характеристики исследуемого образца. Результаты документируются с использованием системы регистрации изображений, на основе встроенной ПЗС-камеры и четырех светодиодов.

Конфокальные возможности аппарата способствуют быстрому и точному анализу профиля сложных поверхностей, если их наклон не превышает 70 °. Устройство оборудовано высокочувствительным детектором (разрешение 1,4 миллиона pixel), позволяющим рассматривать результаты исследования в конфокальном и светлопольном режимах с высокой степенью контрастности и фокуса.

Прибор имеет габариты (высота, ширина, длина) 573х390х569мм и вес 48 кг, эксплуатируется в диапазоне температур окружающей среды от +10 до +35°С и относительной влажности не более 80 %. Реализует целый ряд функций:

• получение 3D изображения рельефа;
• определение характеристик профиля с координатами, толщиной, шероховатостью;
• проведение спектрального анализа и колориметрии.

Стоимость устройства уточняется у продавца.

профилометр LEICA DCM8 SR

Достоинства:

• математический анализ изображения;
• интерферометрическое исследование с высокой четкостью;
• возможность получения цветных изображений результатов (RGB палитра) от четырех светодиодов;
• простое программное обеспечение.

Недостатки:

• высокая цена.

1.S neox — 3D оптический профилометр-конфокальный микроскоп

Новинка в линейке приборов испанской компании Sensofar – объединяет в себе возможности трехмерного оптического профилометра и конфокального микроскопа. Изделие находит применение в различных областях:

• в машиностроении и аэрокосмической отрасли;
• материаловедении и энергетике;
• криминалистике;
• микроэлектронике и микромеханике;
• оптике и полупроводниках;
• потребительской электронике;
• производстве дисплеев и часовой промышленности.

В модели реализованы технологии конфокальной микроскопии, интерферометрии, измерении фокуса. В качестве основного рабочего органа использован револьверный механизм с шестью объективами. Помимо него в состав оборудования входят: камера с высоким разрешением, скомбинированная с дисплеем, четыре светодиода (красный, зеленый, голубой и белый), опорные перемещающиеся столики различных размеров, в том числе один с ручным перемещением и четыре – с электроприводом. Цена уточняется у продавца.

профилометр S neox — 3D оптический профилометр-конфокальный микроскоп

Достоинства:

• многофункциональный;
• результаты быстрые и точные;
• компактные размеры.

Недостатки:

• не выявлены.

Оптические профилометры по доступной цене

5.Оптический профилометр MicroProf 100

Малогабаритный прибор тайваньского производства для контроля шероховатости поверхностей бесконтактным способом. Интересен тем, что может одновременно определять рельеф обеих плоскостей исследуемой пластины, т.е. лицевую и обратную стороны детали. Более того устройство способно определить сразу несколько параметров: шероховатость, волнистость и плоскость, а также исследовать разницу в толщине по всей площади образца и тоже с обеих сторон.

Аппарат настольного исполнения, по желанию заказчика может быть исполнен в переносном варианте, для работы с образцами на месте. Производитель заверяет, что устройство вполне доступно по цене, однако эту информацию нужно уточнять у продавца.

профилометр Оптический профилометр MicroProf 100

Достоинства:

• компактные размеры;
• многофункциональность;
• система двухстороннего сканирования;
• доступная цена.

Недостатки:

• не выявлены.

4.Оптический профилометр TAMS

Японский прибор для определения шероховатости от компании Konica Minolta. Компактный, переносной, бесконтактный аппарат. Разработан в сотрудничестве с немецкими концернами Фольксваген и Ауди. Способен с высокой точностью определить шероховатость финишной отделки корпусов легкового автомобиля в диапазоне от начального матового до конечного глянцевого. С помощью данного устройства контролируются промежуточные этапы нанесения и обработки покрытий: сталь, алюминий, покрытия E-Coat, основное и финишное.

На заметку! Нанесение покрытия на металлические поверхности методом электрического осаждения называют E-Coat.

Модель легкая и компактная. Нижняя часть представляет собой оптический сканер. Верх изделия является панелью управления. Работа с прибором не требует высокой квалификации оператора. Процесс обучения эксплуатации длится ровно столько, сколько понадобится для ознакомления с инструкцией пользователя. Цена доступная, но ее придется уточнять у продавца.

профилометр Оптический профилометр TAMS

Достоинства:

• простое и понятное управление;
• легкость и компактность;
• быстрый и точный результат;
• доступная цена.

Недостатки:

• не выявлены.

BW-series

Прибор определяет уровень чистоты обработки изделий, используя современные бесконтактные технологии: 3D оптическую и интерферометрическую. Многофункционален, анализирует тонкие слои, геометрию образца, пригоден для наблюдений процессов деформации.

Пригоден для промышленного применения и лабораторных исследований. Сможет использоваться в качестве оптического микроскопа. Исследования гладких и шероховатых образцов производит без смены режима работы. Работает по бесконтактной схеме, не разрушает поверхность образца, сканирование выполняет с высокой скоростью. Имеет компактные размеры. Средняя цена вполне доступна. Окончательный ее размер уточняется у продавца.

профилометр BW-series

Достоинства:

• быстрый результат;
• неразрушающие методы исследований;
• компактные размеры;
• доступная цена.

Недостатки:

• не выявлены.

2.Smart Projector 224

Оптический профилометр от итальянской компании SmartVision. Предназначен для проверки шероховатости поверхностей. Измерения производит в автоматическом режиме и с большой скоростью. Превосходный инструмент для входного, периодического и непрерывного контроля качества продукции. Не требует высокой квалификации оператора.

В комплект поставки входят:

• многофункциональный ПК (сенсорный экран с высоким качеством изображения);
• светоприемник с двойным телецентрическим объективом;
• камера с габаритами 419х450х475 мм.

Масса аппаратуры составляет 150 кг. Цена уточняется у продавца.

профилометр Smart Projector 224

Достоинства:

• бесконтактная технология;
• высокая скорость работы;
• точные результаты;
• не требует высокой квалификации оператора.

Недостатки:

• большая масса и габариты.

Как выбрать профилометр

Для точной оценки показателей шероховатости применяют стационарные профилометры контактного действия. Шероховатость поверхностей из твердых материалов, к примеру, из высокоуглеродистой стали, лучше определять оборудованием, у которого есть алмазный щуп. Для оперативной обработки и оценки данных на месте предпочтение следует отдать переносному типу устройств.

У контактных измерителей есть ряд преимуществ, основное – высокая точность при измерении. Бесконтактные профилометры могут показывать некорректные значения, если поверхность загрязнена.

Приборы контактного действия

Принципиальная схема контактного профилометра с индуктивным преобразованием сигнала включает в себя:

1. Щуп с алмазным наконечником.
2. Преобразователь.
3. Механизм перемещения щупа.
4. Усилитель электрического сигнала.
5. Аналогово-цифровой преобразователь.
6. Дисплей, либо стрелочный индикатор.
7. Датчики обратной связи, управляющие движением щупа.
8. Реле времени.
9. Переключатель диапазонов измерения.

Типовым представителем этого класса измерительной техники считается профилометр модели 296, которым можно замерить шероховатость плоских поверхностей. Основные технические характеристики устройства приведены ниже:

• SJ-210 Surfest.

• Измерительный диапазон шероховатости, мкм – 0,02…10,0;
• Количество рабочих диапазонов оценки – 3;
• Систематическая погрешность, % — 2;
• Параметр шага, мм – 0,004…2,5;
• Скорость отслеживания результата, мм/с – 1;
• Питание – от сети переменного тока.

Измеритель типа 296 и им подобные (например, модели 130) из-за больших габаритов позволяют определять шероховатость изделий в условиях цеховых лабораторий.

Профилометром портативного типа, который работает по тому же принципу, является российский прибор модели ТR-100, включающий в себя пьезоэлектрический преобразователь. Он позволяет контроль шероховатости, если деталь имеет не только плоские, но и на выпуклые/вогнутые поверхности. Калибровка показаний для готовности прибора к работе производится узлом, встроенным в основную схему. ТR-100 обладает увеличенным диапазоном (0,05…50 мкм), но при тех же значениях производительности отличается несколько меньшей точностью — ±12 %.

Измерение различной длины линий, форм, смещений и кривых

Тестеры шероховатости могут измерять несколько заданных длин. Более короткие расстояния используются для измерения более тонких поверхностей, в то время как более длинные линии прослеживаются для более грубых поверхностей. Полезно спросить о различных вариантах, доступных при рассмотрении тестера шероховатости.

Некоторые тестеры шероховатости имеют сменный стилус или щуп для измерения различных форм, смещений и кривых. Чтобы измерить внутренний или внешний диаметр, убедитесь, что рассматриваемый измеритель шероховатости может соответствовать вашим требованиям.

Если вы предпочитаете эмпирический или метрический метод, некоторые тестеры шероховатости могут отображать результаты обработки поверхности в микродюймах или микрометрах, что избавляет вас от необходимости преобразовывать его вручную.