Overfladeruhed kan testes ved kontakt eller ikke-kontakt metoder.
kontakt eller ikke-kontakt metoder figur
Kontakt profilometer
Spidsen af pennen berører prøveoverfladen direkte.
Stiften er monteret på toppen af detektoren og sporer prøveoverfladen. Den bevæger sig op og ned for elektronisk detektion.
Det elektroniske signal optages efter forstærkning og digital konvertering.
For nøjagtigt at måle fine former og ruhed ved hjælp af en kontaktfladeruhedsmåler skal kontakttrykket være lille, og pennespidsens radius skal være så lille som muligt. Stiften er lavet af safir eller diamant. Spidsradius er normalt mindre end 10 um. Den ideelle form af pennen er en toroid med en sfærisk spids.
Spidsradius: rtip=2um.5 um, 10um
Keglevinkel: 60 grader, 90 grader
* Medmindre andet er angivet, er den ideelle keglevinkel for generelle måleinstrumenter 60 grader.
Bærbar overfladeruhedstester
Arbejdsprincippet for et kontaktprofilometer er at måle Z-forskydningen af en diamantpen, når den bevæger sig hen over overfladen af en fremstillet del. Når pennen bevæger sig langs produktets overflade, typisk op til 25 mm i rækkevidde, konverteres denne forskydning til en digital værdi, der vises på profilometerskærmen. Efter visning analyserer produktdesigneren eller producenten måleresultaterne og kan få en dybere forståelse af produktets egenskaber. Diagram til registrering af ruhed kontakt
I et ruhedskontaktinstrument er pennespidsen i direkte kontakt med prøveoverfladen. Detektorspidsen er udstyret med en stylus, der sporer prøvens overflade. Den lodrette bevægelse af pennen registreres af et elektrisk signal, der forstærkes og digitalt konverteres af en forskydningssensor, såsom en LVDT.
Ulemper ved kontaktmåling
Fordi pennen kan beskadige produktets overflade, når den kommer i kontakt med overfladen under måling, hvilket kan forårsage ændringer i overfladeruheden. Det er også langsommere end berøringsfri teknologi, og målingen er begrænset af radius af pennespidsen, så hvis den anvendes i storskala produktionsprocesser, kan den bremse monteringsprocessen. Derudover har kontaktteknologi svært ved at lokalisere og identificere fine målepunkter, og prøven skal skæres og behandles til inspektion.
2. Berøringsfri profilometer
Berøringsfri profilometre kan måles ved hjælp af en række forskellige teknikker, herunder lasertriangulering, konfokal mikroskopi og digital holografi. Det mest almindelige berøringsfri profilometer er et optisk profilometer, som bruger lys i stedet for en fysisk sonde.
Nålehullet har en diameter på kun adskillige tiere mikrometer, og dets funktion er at afskære det reflekterede lys, når det ikke er i fokus. Når det er "i fokus", kommer det reflekterede lys fra både det normale optiske system og det konfokale lasersystem ind i det lysmodtagende element. Når man observerer "ude af fokus", kommer det reflekterede lys fra det normale optiske system (ude af fokus lys) ind i det lysmodtagende element, men det reflekterede lys fra det konfokale lasersystem (ude af fokus lys) afskæres af nålehullet . Det vil sige, at det reflekterede lys kun kommer ind i det lysmodtagende element, når det er i fokus, og dette er grundlaget for at danne et konfokalt optisk system.
I optisk måleteknologi rettes lyset mod overfladen af et produkt. Ved at opnå refleksioner fra et velplaceret referencespejl kan et kamera registrere overfladen i 3D.
Sammenligning af kontakt og berøringsfri måling
Berøringsfri profilometre er meget pålidelige, i stand til at måle overfladevariationer inden for mikron og kan beregne overfladeruhed meget hurtigere. Derudover kan berøringsfri overflademålingsværktøjer måle større områder, fordi de ikke er begrænset af størrelsen på pennespidsen.
