Выбираем толщиномер лакокрасочного покрытия автомобиля

Чем вызвано желание многих автолюбителей купить толщиномер лакокрасочного покрытия (ЛКП)? Прежде всего, необходимостью твёрдой уверенности в качестве приобретаемого автомобиля с пробегом (а часто и новой машины, далеко не всегда идеальной в этом отношении). Однако разнообразие предлагаемых на рынке устройств ставит нелегкую задачу оптимального выбора.

В данной статье мы подробно расскажем о следующем:

Для чего нужны, как устроены и как работают современные толщиномеры?
Какие модели устройств предлагаются на рынке, и какие из них самые популярные?
Как правильно выбрать толщиномер лакокрасочного покрытия?

Ответы на эти вопросы могут быть полезными для автолюбителей, решивших самим заняться несложным инструментальным исследованием.

Что нужно знать о толщиномерах ЛКП

Толщиномеры лакокрасочного покрытия нужны для измерения геометрических размеров объектов (в частности – толщины пластин, в том числе составных из разнородных материалов). О том, как правильно пользоваться толщиномером лакокрасочного покрытия автомобиля смотрите видео в конце этой статьи.

На практике далеко не всегда доступны обе стороны измеряемого объекта и, кроме того, сам процесс измерения, к примеру, лакокрасочных покрытий, не должен не то чтобы разрушать, а даже слегка повреждать (например, царапинами) поверхность, на которой проводятся измерения. Именно поэтому приборы, которые называют измеритель толщины краски на автомобиле, относят к категории приборов для неразрушающего контроля.

Обычно в таких устройствах реализуется так называемый сравнительный метод измерений: определённому физическому параметру (например, напряжённости магнитного поля) соответствует определённая толщина немагнитного покрытия, этого листового металла (причём зачастую эта зависимость нелинейная). В случае ЛКП автомобиля – это немагнитное покрытие (грунтовка, краска, лак), нанесённое на металлический кузов.

Применительно к лакокрасочным покрытиям автомобилей, толщина которых для заводской окраски одинакова для большинства марок и моделей машин, диапазон изменения этого параметра составляет от 70-80 до 150-200 мкм.

Такой большой разброс толщин обусловлен как особенностями окраски определённых моделей (на некоторых моделях толщина ЛКП капота больше толщины ЛКП, например, двери), так и стабильностью настроек окрасочного оборудования. В последнем случае толщина ЛКП одинаковых деталей в разных партиях может отличаться до 30 мкм.

А для чего иногда дотошные автомобилисты проверяют толщину ЛКП новой машины? Дело в том, что значительное (у некоторых производителей эта величина достигает 20%) количество поступивших в продажу автомобилей может быть повреждена как на территории производителя (при транспортировке, обкатке и хранении), так и у дилера (при транспортировке, разгрузке, хранении)

Покрасочное оборудование автосервисов, как правило, уступает заводскому, как по функциональным возможностям, так и в плане стабильного поддержания параметров настройки. Соответственно толщина ремонтного ЛКП отличается от заводского (как правило, в большую сторону) и имеет больший разброс на одном и том же объекте.

Таким образом, по значениям абсолютных величин толщины ЛКП в разных местах автомобиля, а также по разбросам этих величин, судят о возможной окраске автомобиля в условиях отличных от заводских – проще говоря, ремонтировалась ли машина или краска «родная».

Помимо измерения толщины ЛКП толщиномеры с успехом используются при одностороннем доступе к объекту для выявления очагов коррозии, производстве тонкостенных труб, оценки толщины композитных покрытий и в других областях промышленности.

Виды и принципы работы толщиномеров

Самый простой прибор для измерения лакокрасочного покрытия автомобиля известен с незапамятных времён и представляет собой кусочек магнита, завёрнутый в тряпочку (чтобы ЛКП не поцарапалось). Физика процесса абсолютно понятна: на вертикальных поверхностях, окрашенных нормально, магнит держится, а на зашпаклёванных падает – притяжение ослабляется толстым слоем немагнитного ремонтного материала.

По такому же принципу (измерение притяжения магнита) работает и стрелочный толщиномер ЛКП, выпускаемый серийно. При безусловных достоинствах:

простота (а значит и надёжность) конструкции;
низкая цена;
отсутствует необходимость в источнике питания,

у этого прибора мало недостатков, но они носят серьёзный характер – невысокая чувствительность и низкая точность измерений.

Вообще принцип изменения характеристик магнитного поля создаваемого ферромагнитными материалами (а листовая кузовная сталь – ферромагнетик) в зависимости от толщины покрытия из немагнитных материалов (ЛКП, шпаклёвка) положен в основу многих толщиномеров.

Электромагнитные толщиномеры

На рисунке ниже показан один из вариантов реализации электромагнитного принципа работы толщиномера.

На ферромагнитном сердечнике расположены две обмотки: одна из них – обмотка возбуждения создаёт магнитное поле, а во второй индуцируется магнитодвижущая сила (МДС), причём величина этой МДС меняется при изменении напряжённости магнитного поля и зависит от толщины немагнитного покрытия.

В качестве устройства, реагирующего на изменение магнитного поля, может быть использован хорошо известный датчик Холла. Или в качестве сенсора может быть использована катушка, а измеряться изменение её индуктивности. В любом случае суть остаётся прежней: толщиномер ЛКП реагирует на изменение магнитного поля.

У приборов, основанных на этом принципе высокая чувствительность и точность измерений, правда, и стоят они существенно дороже простого стрелочного прибора на постоянном магните.

Вихретоковые толщиномеры

А как измерять толщину ЛКП на немагнитной основе? Вопрос совсем не праздный: достаточно большое количество автопроизводителей (особенно в премиум-сегменте) использует для корпусных деталей кузова алюминий, а в других отраслях промышленности также широко используются сплавы алюминия и меди – материалов с низкой магнитной проницаемостью, зато высокой проводимостью.

Вот для таких материалов оценка толщины ЛКП проводится методом вихревых токов. Суть метода показана на следующем рисунке.

Переменное высокочастотное магнитное поле, создаваемое катушкой возбуждения и ферритовым сердечником, наводит в немагнитном, но проводящем поверхностном слое металла вихревые токи. Те, в свою очередь, создают дополнительное магнитное поле, и результирующая этих двух полей связана с толщиной (а точнее с экранирующим воздействием) немагнитного лакокрасочного покрытия.

Ёмкостные толщиномеры

С немагнитными, но проводящими материалами работает и ёмкостной метод измерения. Датчик представляет собой как бы одну обкладку конденсатора, а проводящий кузов автомобиля при измерении становится второй обкладкой. Между этими своеобразными обкладками попадает слой ЛКП (являющегося, по сути, диэлектриком). Понятно, что при изменении толщины ЛКП меняется и измеряемая ёмкость.

Широкого распространения ёмкостной метод не получил: слишком высока чувствительность метода к влаге, да и контактная поверхность датчика велика – возникают проблемы при работе по криволинейным поверхностям.

Ультразвуковые толщиномеры

Сложнее обстоит ситуация и с немагнитными, и с непроводящими материалами, такими как пластиковые детали кузова автомобиля, например, бампера. В этом случае эксперты обычно ссылаются на ультразвуковой метод контроля, оговаривая сложность и дороговизну таких измерений.

Действительно, ультразвуковой метод, основанный на распространении упругих колебаний сжатия-растяжения в твердых средах, весьма эффективен для измерения толщин листовых материалов. Дело в том, что воздух практически идеально отражает упругие колебания ультразвуковых частот, и после измерения времени прохождения упругой волны от одной границы слоя до другой и обратно (принцип эхо-локации) легко вычислить толщину слоя.

И всё было бы хорошо, если бы не абсолютные величины толщин лакокрасочного покрытия в автомобилестроении. Дело в том, что описанным выше эхо методом эффективно измеряются слои твердых материалов, хотя бы в несколько раз превышающие длину волны упругих колебаний в этом материале, а это не менее 0,5 – 1 мм (то есть 500 – 1000 мкм).

Правда есть ещё ультразвуковой метод определения толщины слоя путем анализа наложения (интерференции) упругих колебаний, но такой метод под силу только профессионалам. Так что среди любителей ультразвуковая толщинометрия распространения не получила.

Как выбрать автомобильный толщиномер

Ответ на вопрос, какой толщиномер лучше купить всецело зависит от задач, стоящих перед пользователем. Если речь идёт об оценке технического состояния недорогого автомобиля почтенного возраста и с большим пробегом, то покупателя будут в первую очередь интересовать возможные крупные кузовные дефекты, на исправление которых ушло значительное количество шпаклёвки. Для выявления таких ремонтных работ вполне подойдёт и дешевый магнитный толщиномер.

В том случае если необходимо установить не только сам факт ремонтных работ, но и дать оценку качеству их выполнения, потребуется более точный прибор – электромагнитный или вихретоковый толщиномер.

Кстати, во многих современных толщиномерах оба эти метода совмещены: прибор может работать одновременно и по ферромагнитной и по немагнитной подложке.

Важным фактором при выборе является и планируемая частота использования прибора. Если устройство приобретается автолюбителем для собственных нужд и будет применяться всего один–два раза для диагностики недорогих автомобилей, нет необходимости приобретать универсальное устройство, работающее и по стали и по цветным металлам. Не очень важны в таком случае будут и дополнительные опции: ультрафиолетовая подсветка, возможность сброса результатов измерений на компьютер, кейс, расширенный температурный диапазон использования и другие.

Ситуация совершенно меняется, если толщиномер краски приобретается для частого или профессионального использования. Тогда такие опции, как расширенный температурный диапазон или длительный режим работы устройства без подзарядки или замены источника питания являются весьма важными факторами. И, конечно, для профессионалов очень важны чувствительность и точность измерений прибора, равно как и возможность работать и по стали и по цветным металлам (универсальность).

Как пользоваться толщиномерами лакокрасочного покрытия автомобиля

Как правило, проведение измерений не вызывает затруднений даже у новичков. По конструктивному исполнению толщиномеры бывают в виде пистолетов (ещё их называют «курковые») и «прижимные» – вертикально устанавливаемые на деталь с лёгким прижатием сверху. И те и другие просты в эксплуатации и не вызывают затруднений.

Другое дело – точность измерений. В этом случае перед проведением измерений требуется тщательно откалибровать прибор по прилагаемой инструкции. Кроме того необходимо помнить, что диагностируемый участок кузова машины необходимо проверить в нескольких местах.

Иногда используется следующая технология измерений. Вначале прибор с равномерным усилием проводят с непрерывным прижатием (если, конечно, позволяет контактный материал датчика) к поверхности кузова. Если выявлена подозрительная область, внутри нее производят точечные замеры, причем в каждой точке производится не менее трёх измерений.

Если контактная поверхность датчика не позволяет проводить непрерывные контроль (слишком твёрдая, царапает ЛКП), измерения проводятся точечно.

Подробно о том, как проверить лакокрасочное покрытие автомобиля толщиномером за три минуты, показано на видео ниже.