Грапавостта на повърхността може да се тества чрез контактни или безконтактни методи.
фигура за контактни или безконтактни методи
Контактен профилометър
Върхът на стилуса докосва директно повърхността на пробата.
Стилусът е монтиран в горната част на детектора и проследява повърхността на пробата. Движи се нагоре и надолу за електронно откриване.
Електронният сигнал се записва след усилване и цифрово преобразуване.
За точно измерване на фини форми и грапавост с помощта на измервател за грапавост на контактната повърхност, контактното налягане трябва да е малко и радиусът на върха на стилуса трябва да е възможно най-малък. Стилусът е изработен от сапфир или диамант. Радиусът на върха обикновено е по-малък от 10 um. Идеалната форма на стилуса е тороид със сферичен връх.
Радиус на върха: rtip=2um.5 um, 10um
Ъгъл на конуса: 60 градуса, 90 градуса
* Освен ако не е посочено друго, идеалният конусен ъгъл за общи измервателни инструменти е 60 градуса.
Преносим тестер за грапавост на повърхността
Принципът на работа на контактния профилометър е да измерва Z изместването на диамантен стилус, докато се движи по повърхността на произведена част. Докато стилусът се движи по повърхността на продукта, обикновено до 25 mm в обхват, това изместване се преобразува в цифрова стойност, показана на екрана на профилометъра. След показване дизайнерът или производителят на продукта след това анализира резултатите от измерването и може да придобие по-задълбочено разбиране на атрибутите на продукта. Диаграма за откриване на контакт за грапавост
В контактен инструмент за грапавост върхът на иглата е в пряк контакт с повърхността на пробата. Върхът на детектора е оборудван със стилус, който проследява повърхността на пробата. Вертикалното движение на стилуса се записва от електрически сигнал, усилен и преобразуван цифрово от сензор за изместване като LVDT.
Недостатъци на контактното измерване
Тъй като стилусът може да повреди повърхността на продукта, когато влезе в контакт с повърхността по време на измерване, причинявайки промени в грапавостта на повърхността. Освен това е по-бавна от безконтактната технология и измерването е ограничено от радиуса на върха на стилуса, така че ако се използва в широкомащабни производствени процеси, може да забави процеса на сглобяване. В допълнение, контактната технология има трудности при локализирането и идентифицирането на фини точки на измерване и пробата трябва да бъде изрязана и обработена за проверка.
2. Безконтактен профилометър
Безконтактните профилометри могат да се измерват с помощта на различни техники, включително лазерна триангулация, конфокална микроскопия и цифрова холография. Най-разпространеният безконтактен профилометър е оптичен профилометър, който използва светлина вместо физическа сонда.
Точковият отвор има диаметър само няколко десетки микрометра и неговата функция е да прекъсва отразената светлина, когато не е на фокус. Когато е "на фокус", отразената светлина както на нормалната оптична система, така и на лазерната конфокална оптична система навлиза в светлоприемния елемент. При наблюдение "извън фокус", отразената светлина на нормалната оптична система (светлина извън фокуса) навлиза в светлоприемния елемент, но отразената светлина на лазерната конфокална оптична система (светлина извън фокуса) се прекъсва от дупката . Тоест отразената светлина навлиза в светлоприемния елемент само когато той е на фокус и това е основата за формиране на конфокална оптична система.
В технологията за оптично измерване светлината се насочва към повърхността на продукта. Чрез получаване на отражения от добре поставено референтно огледало, камерата може да открие повърхността в 3D.
Сравнение на контактно и безконтактно измерване
Безконтактните профилометри са много надеждни, способни са да измерват повърхностни вариации в микрони и могат да изчислят грапавостта на повърхността много по-бързо. В допълнение, безконтактните инструменти за измерване на повърхността могат да измерват по-големи площи, тъй като не са ограничени от размера на върха на стилуса.
