Schichtdickenmessgerät

Schichtdickenmessgeräte - In diesen Bereichen kommen die kleinen Geräte zum Einsatz

Schichtdickenmessgeräte haben zahlreiche unterschiedliche Einsatzbereiche. Im Vordergrund steht die Materialprüfung beim Verzinken, Eloxieren oder Galvanisieren in der Produktion. So kann eine kontinuierliche Qualitätssicherung garantiert werden. Auch bei der Ein- und Ausgangskontrolle spielen die Messgeräte eine wichtige Rolle. Gerade in der Automobilindustrie oder in der Lackierung gehören die Dickenmessgeräte zur Grundausstattung einer jeden Werkstatt. Beim Straßenbau und bei der Straßenerhaltung dienen sie der Bestimmung der Dicke des Asphalts.

Diese Unterschiede gibt es bei den Messgeräten

Im Vergleich zu den ersten Schichtdickenmessgeräten, die mit einem Magnet und einer Feder ausgestattet waren, sind die heutigen Geräte wahre High-Tech-Geräte. Digitale Sensoren und eine komfortable digitale Anzeige machen die Messung heute so einfach wie nie. Dies zeigt sich auch darin, dass die Geräte aufgrund ihrer einfachen Handhabung immer mehr im privaten Bereich genutzt werden und sich nicht mehr nur von Profis bedienen lassen.

Bei der Messung der Schichtdicke gibt es unterschiedliche Messverfahren, deren Einsatz vom Grundwerkstoff und der Beschichtung abhängig ist. Man unterscheidet zwischen der Messung durch magnetische Induktion, durch Wirbelstrom oder durch Ultraschall:

Magnetische Induktion - Die Messung von eisenhaltigen Substraten

Um eisenhaltige Substrate messen zu können, wird die magnetische Induktion angewendet. Hier kommt eine Sonde mit einem Eisenkern und einer Erregerspule zum Einsatz. Durch die Spule fließt Wechselstrom, der ein magnetisches Wechselfeld an den Polen des Eisenkerns entstehen lässt. In der Nähe eines Eisenteils verstärkt sich das magnetische Feld, was von der Messspule registriert wird. Der Spannungsunterschied entspricht dabei genau der Schichtdicke der zu messenden Beschichtung. Das Messgerät vergleicht dabei das Signal mit einer internen Kennlinie, die immer wieder bei der Kalibrierung überprüft wird.

Ein Beispiel für die Messung mittels der magnetischen Induktion ist die Prüfung der Lackschicht eines Autos. Für diesen Vorgang wird der Lack zunächst an einer Stelle geprüft, die eher selten von einem Unfall betroffen ist, wie beispielsweise das Autodach. Anschließend wird die Lackschicht von Unfalltypischen Autoteilen, wie Stoßfängern, Kotflügeln oder Türen bestimmt. Deutliche Unterschiede in der Messung können darauf hinweisen, dass hier ausgebessert wurde, da die Entfernung zwischen Autoblech und Lack bei überlackierten Autoteilen größer ist, als bei unbeschädigten. 

Schichtdickenmessung per Wirbelstromverfahren

Bei der Schichtdickenmessung per Wirbelstrom wird eine Spule aus feinem Draht verwendet, durch die ein hochfrequenter Wirbelstrom geleitet wird. Das entstehende Magnetfeld bildet im nicht-magnetischen Grundwerkstoff Wirbelströme. Dieses Verfahren wird eingesetzt, wenn es um Metalle wie Aluminium, Kupfer oder Stahl geht. Wie stark die Wirbelströme sind, hängt von der zu messenden Schichtdicke ab. Diese wird intern umgerechnet und auf dem Display als Messwert ausgegeben.

Schichtdickenmessung per Ultraschall

Das Schichtdickenmessgerät per Ultraschall beruht auf dem Echo-Echo-Verfahren und dem Einsatz eines akustischen Ultraschallsignals. Dieses ist für den Menschen nicht hörbar. Das Prinzip des Verfahrens liegt darin, dass sich Schallwellen in unterschiedlichen Materialien unterschiedlich schnell ausbreiten. Gängige Einsatzbereiche sind die petrochemische Industrie, die Flugzeugtechnik, aber auch der Schiffsbau und alle Industriezweige, die Rohre und Druckkessel verwenden.

Messbereiche - Diese Bereiche werden vom Schichtdickenmessgerät abgedeckt

Moderne Geräte verfügen über Sensoren, die sich automatisch anpassen. Schichtdickenmessgeräte werden vor allem im Mikrometerbereich (µm) eingesetzt. Hier könnte die Dicke mit bloßem Auge nicht annähernd abgeschätzt werden. Es können aber Beschichtungen auf massiven Stahlteilen genauso gemessen werden, wie Beschichtungen auf dünnen Metallblechen. Mit den gängigen Geräten können Einzelpunktmessungen genauso wie Dauermessungen durchgeführt werden. Je nach Messgerät und Einsatzbereich beträgt die Genauigkeit wenige µm.

Digitale Schichtdickenmessgeräte: Kabellose Messung und einfache Datenübertragung

Moderne Schichtdickenmessgeräte verfügen über Akkus oder Batterien und ermöglichen die komfortable kabellose Messung der Schichtdicke. Per Funk, Bluetooth oder USB-Schnittstelle könnend die Messdaten direkt oder im Nachgang an ein Endgerät (PC, Smartphone, Tablet) übertragen und dort weiterverarbeitet werden. Viele Geräte haben große interne Datenspeicher, die Tausende von Messwerten speichern und damit ganze Messreihen abbilden können.

Kalibirierung - Die Genauigkeit von Schichtdickenmessgeräten

Damit Messgeräte - welcher Art auch immer - genau das messen, was sie messen sollen, müssen sie regelmäßig kalibriert werden. Bei einem Schichtdickenmessgerät werden zur Kalibrierung keine Gewichte verwendet, wie das bei vielen Waagen der Fall ist, sondern Kalibrierfolien. Auf den Folien ist der zu messende Messwert, was der exakten Schichtdicke entspricht, vermerkt. Bei den meisten Geräten gehören die Kalibrierfolien zum Lieferumfang. Bei Schumann können Sie aber natürlich auch zusätzliche Kalibrierfolien erwerben.

Die Häufigkeit der Kalibrierung hängt vom Einsatzbereich ab. Wir empfehlen ein Schichtdickenmessgerät auf jeden Fall beim Wechsel des Untergrunds neu zu kalibrieren. Unterschiedliche Metalle haben eine unterschiedliche Permeabilität und passen sich dem Magnetfeld unterschiedlich an. Auch wenn sich die Dicke der Beschichtung wesentlich unterscheidet (zum Beispiel um den Faktor 10), empfehlen wir eine erneute Kalibrierung des Geräts, um perfekte Messergebnisse zu erzielen.

Sofern es erforderlich ist, können die Schichtdickenmessgeräte auch in externen Laboren nach internationalen Standards kalibriert werden. Zum Einsatz kommen entweder die DIN EN ISO 9001 oder die aufwändigere Kalibrierung nach DIN EN ISO 17025 (DAkkS Kalibrierung). Bei beiden Methoden wird ein Zertifikat ausgestellt. Das Zertifikat bestätigt die Kalibrierung und kann zur Dokumentation im Rahmen der internen Qualitätssicherung herangezogen werden.

Die Ein- und Mehrpunktkalibrierung - Diese Unterschiede gibt es bei der Kalibrierung

Dickenmessgeräte lassen sich auf einen Messpunkt (Ein-Punkt-Kalibrierung) oder mehrere Messpunkte (Mehrpunktkalibrierung) kalibrieren. Bei letzterem wird das Gerät während eines einzigen Kalibriervorgangs auf verschiedene Schichtdicken hin überprüft und kalibriert. Wenn eine Abweichung festgestellt wird, wird diese über das interne Gerätemenü korrigiert.

Tipp für die Praxis: Messfehler vermeiden

In der Praxis stellt die Messung der Schichtdicke vor allem bei gekrümmten Oberflächen oder bei kleinen, flachen Teilen eine Herausforderung dar. Auch bei rauen Oberflächen ist die Messung komplex, da die Oberfläche nicht homogen und unterschiedlich hoch ist. Hier empfiehlt es sich mehrere Messungen durchzuführen und daraus einen stabilen Mittelwert zu ermitteln. Außerdem ist darauf zu achten, dass Lacke und Beschichtungen vor der Messung voll ausgehärtet sind.

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