Измеритель толщины лакокрасочных покрытий

При проверке качества окраски и грунтовки плоских изделий из черного металла, а также при исследовании состояния кузовов автомобилей нередко возникает необходимость измерения толщины лакокрасочного покрытия.
В журнале "Радио" уже были описаны подобные устройства [1; 2], однако первое из них требует питания от сети 220 В, а второе предполагает наличие мультиметра, способного измерять емкость. Предлагаемый вниманию читателей несложный измеритель свободен от указанных недостатков и обеспечивает приемлемую точность измерения.

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. Рабочий температурный интервал — от +10 до +30 С. Прибор собран в пластмассовой коробке размерами 95x65x25 мм.

Задающий генератор, собранный на таймере DA1 (см. схему на рис. 1), вырабатывает прямоугольные импульсы частотой 300 Гц и скважностью 2. ФНЧ R3C2R4R5 выделяет первую гармонику колебаний, что позволяет повысить точность измерения. Регулятором уровня сигнала — подстроечным резистором R5 — устанавливают оптимальный режим измерительного трансформатора Т1. Амплитуда сигнала на выходе УЗЧ DA2 примерно 0,5 В.

Ш-образные пластины измерительного трансформатора собраны встык, однако без пакета замыкающих пластин. Роль магнитного замыкателя здесь играет металлическая основа, на которую нанесено исследуемое лакокрасочное покрытие. Чем оно толще, тем больше немагнитный зазор в магнитопроводе измерительного трансформатора. Большему зазору соответствует меньшая связь между обмотками, следовательно, меньшее напряжение на вторичной обмотке трансформатора. Цепь R6C4 — дополнительный фильтр, устраняющий ВЧ составляющие сигнала. Конденсатор С5 — разделительный.

Микроамперметр РА1 показывает выпрямленный диодом VD1 ток вторичной обмотки трансформатора. Стабилизатор напряжения DA3 позволяет сохранять стабильность коэффициента усиления УЗЧ DA2 при изменении степени разряженности батареи питания GB1. Резистор R8 и кнопочный переключатель SB2 позволяют периодически проверять напряжение батареи. Измерение проводят при нажатой кнопке SB1.

Детали прибора размещены на печатной плате (рис. 2), выполненной из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1 мм.

Все постоянные резисторы — МЛТ-0,125, подстроечные — СПЗ-276. Конденсаторы С1, С2, С4 — КМ-6 (или К10-17, К10-23), конденсаторы СЗ, 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 Т1 намотан на магнитопроводе Ш5Х6 (использован выходной или согласующий трансформатор от карманных приемников), первичная обмотка содержит 200 витков провода ПЭЛ 0,15, вторичная — 450 витков такого же провода. Потребуются только Ш-образные пластины. Их при сборке смазывают эпоксидным клеем, после высыхания клея торцы пакета выравнивают бархатным напильником. Трансформатор вклеивают изнутри в прямоугольное отверстие в коробке прибора так, чтобы рабочие торцы магнитопровода выступали за пределы коробки на 1...3 мм.

Таймер КР1006ВИ1 можно заменить на LM555, а стабилизатор КР1157ЕН502А — на 78L05.

Для налаживания устройства устанавливают движок резистора R7 в левое по схеме положение. Трансформатор Т1 располагают на расстоянии не менее 5 см от металлических предметов. После включения питания резистором R5 устанавливают стрелку микроамперметра РА1 в положение, соответствующее 3...5 % полного отклонения стрелки. После этого трансформатор рабочим торцом магнитопровода прикладывают к плоской чистой поверхности стального листа и резистором R7 стрелки переводят на конечное деление шкалы микроамперметра. Прокладывая между трансформатором и металлической поверхностью листы бумаги толщиной 0,1 мм (плотностью 80 г/м2), калибруют прибор.

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.
При измерении толщины покрытия прибор прикладывают к контролируемой поверхности, нажимают на кнопку SB1, слегка покачивая и поворачивая прибор, добиваются максимального отклонения стрелки и считывают значение толщины. Толщина покрытия кузовов автомобилей обычной краской находится в пределах 0,15...0,3 мм, а краской "металлик" — от 0,25 до 0,35 мм.

При пользовании прибором в условиях низкой температуры окружающей среды целесообразно держать его во внутреннем кармане одежды, вынимая непосредственно перед измерением.

Радио, 01 2006г. Ю. ПУШКАРЕВ, г. Ачинск Красноярского края

ЛИТЕРАТУРА

1. Вельский А. Оценка толщины лакокрасочного покрытия. — Радио, 2002, № 2, С. 57.
2. Чеховской И. Контроль толщины эмали на кузове. — Радио, 2004, № 1, С 47.

C этой схемой также часто просматривают:

Быстродействующий измеритель температуры
Измеритель R, C, L на микросхемах
ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ
ПРИСТАВКА-ИЗМЕРИТЕЛЬ LC К ЦИФРОВОМУ ВОЛЬТМЕТРУ
ИЗМЕРИТЕЛЬ ЕМКОСТИ №1
Приставка к мультиметру для измерения параметров аккумуляторов
Карманный осциллограф
Микроконтроллерный электронный замок
Усилитель мощности звуковой частоты на TDA7265