Толщиномер лакокрасочного покрытия автомобиля. Принцип работы и схема. Толщиномер Riсhmeters GY910 для измерения толщины лакокрасочных покрытий Найти схему самодельного толщиномера на мк

Толщиномер краски позволяет получить подробную информацию о лакокрасочном покрытии автомобиля, что в некоторых ситуациях бывает просто необходимо. В то же время далеко не все автолюбители знают о существовании этого прибора и нюансах его использования. Поэтому мы подготовили для вас исчерпывающую информацию о толщиномере ЛКП.

1 В чем назначение прибора – доверяй, но проверяй

Автолюбителей, которые покупают новую машину из салона, толщина ЛКП кузова не интересует, но если приобретается б/у автомобиль, такая информация может быть очень полезной. Дело в том, что, измерив толщину краски, вы сможете узнать, перекрашивался ли кузов или какие-либо его отдельные детали. Если малярные работы проводились, это может свидетельствовать о следующих проблемах автомобиля:

машина была в ДТП – этот изъян легко определить по большой толщине слоя, что означает наличие шпаклевки;
кузов был поврежден коррозией.

Если недобросовестный продавец скрыл эту информацию, обнаружение окрашенных участков может повлиять на цену автомобиля, или вы можете вообще отказаться от его покупки. Конечно, перекраска не всегда говорит о серьезных проблемах, иногда водители просто устраняют подобным образом сколы и царапины. Но в таком случае перекрашенные участки имеют небольшую площадь.

Надо сказать, что прибор может пригодиться не только покупателям подержанных авто. С его помощью можно определить и качество покраски – если перепад толщины лакокрасочного покрытия не превышает 10–20 %, значит, поверхность покрашена качественно. Более серьезные перепады говорят о том, что работа выполнялась непрофессионально, если, конечно, не производились кузовные работы со шпаклевкой.

Чаще всего измеритель краски позволяет работать не только со стальными, но и с алюминиевыми поверхностями. Подобная функция может потребоваться для спортивных автомобилей или, к примеру, новых моделей Мерседес , имеющих алюминиевую крышку багажника. Некоторые модели позволяют узнать толщину краски даже на неметаллических поверхностях – пластике, дереве и т.д.

2 По какому принципу работает устройство – 4 варианта

Принцип действия устройства основан на определении расстояния от прибора, который прикладывается к окрашенной поверхности, до металла. В зависимости от способа определения расстояния, толщиномеры краски делят на несколько видов. Каждый из них обладает своими достоинствами и недостатками.

Наиболее универсальными являются ультразвуковые приборы, так как они позволяют определять толщину краски не только на металлических поверхностях, но и на других. Это связано с тем, что такие приборы работают по принципу эхолота – издают ультразвук, который затем отражается от поверхности основания и фиксируется прибором. При этом электроника засекает время отражения и по нему рассчитывает толщину лакокрасочного покрытия. Полученные значения выводятся на дисплей.

Толщина слоя покрытия, с которым могут работать такие аппараты, составляет несколько сотен миллиметров. Поэтому таким устройствам можно найти применение даже в хозяйстве. Однако автомобилисты их практически не используют по причине большой погрешности (у дешевых моделей), а также высокой стоимости. Цена качественных аппаратов начинается от 30 000 рублей.

Чаще всего в продаже можно встретить вихретоковые приборы. Они возбуждают на металлической поверхности вихревые токи. При этом расчет толщины слоя диэлектрика (ЛКП) происходит по интенсивности тока – чем тоньше слой лакокрасочного покрытия, тем интенсивней ток. Эти приборы достаточно точно определяют толщину, но имеют один недостаток – работают только на металлических поверхностях, графитовых и выполненных из различных сплавов, способных проводить токи. Кроме того, максимальная толщина слоя обычно не превышает 1-2 мм.

Примерно по такому же принципу работают и магнитноотрывные толщиномеры. Отличие от вихревых заключается в том, что они создают магнитное поле и измеряют напряжение в нем, т.е. силу отрыва магнита от металлического основания. Это позволяет узнать толщину диамагнетика, в качестве которого выступает слой ЛКП. Область применения этих устройств еще более ограничена, так как проверить толщину слоя краски ими можно только на поверхностях, которые магнитятся. Что касается погрешности, то она примерно такая же, как и у вихретоковых приборов. Максимальная толщина слоя тоже не превышает 2 мм. Правда, для определения толщины краски автомобиля этого вполне достаточно.

Существуют также индукционные приборы. Они, по сути, тоже относятся к магнитным, но работают несколько по иному принципу – используют для работы эффект Холла, позволяющий измерять плотность магнитного поля. Погрешность этих устройств составляет всего 2–3 %, что является отличным показателем. К слову, при определении толщины автомобильной краски даже плюс-минус 10 % особой роли не играют.

3 Определяем толщину покрытия – 60 или 300 микрон?

Пользоваться толщиномером очень просто. Как мы уже говорили выше, все расчеты аппарат выполняет автоматически и выводит показания на дисплей. Поэтому все, что вам нужно – это включить прибор и придавить его к поверхности лакокрасочного покрытия, чтобы сенсор плотно лежал на краске. Уже спустя несколько секунд прибор должен показывать результат. Вначале включайте прибор и только после этого прикладывайте его к поверхности. Если сразу приложить толщиномер к поверхности и после этого включить, произойдет сбой заводских настроек, соответственно, он не будет правильно работать.

Если толщиномер у вас новый, предварительно требуется его настройка (калибровка). Для этого в комплекте к прибору идут специальные калибровочные пластины. Чтобы произвести калибровку, нужно включить толщиномер и затем приложить его к пластине. После того, как замер будет выполнен, и устройство покажет результат, нажмите на кнопку "0", так как лакокрасочное покрытие на пластине отсутствует (толщина нулевая). Затем на металлическую пластину надо положить пластиковую пленку, которая тоже имеется в комплекте.

После этого еще раз сделайте замер и после получения результата нажмите кнопку "К" (калибровка). Далее стрелками вверх/вниз полученное число следует изменить до показателя, указанного на пластиковой пластине. Затем еще раз нажмите кнопку "K", чтобы сохранить результат. Теперь устройство готово к работе.

Имейте в виду, что толщина краски определяется в микронах. 1 микрон равняется одной тысячной миллиметра. Соответственно, 1000 микрон – это 1 миллиметр. Как правило, толщина заводской покраски составляет от 60 до 150 микрон. Правда, на автомобилях Мерседес и БМВ последних годов выпуска толщина слоя достигает 180–247 микрон. Наиболее тонкое покрытие у "азиатов" – японские, корейские и китайские автомобили имеют толщину слоя ЛКП в пределах 80–145 микрон. Толщина краски американских и европейских машин варьируется в пределах 110-180 микрон.

Со временем толщина лакокрасочного покрытия уменьшается, так как в результате полировки и мойки постепенно удаляется верхний слой лака мелкими абразивными частичками.

Чтобы получить полную информацию о краске, сделайте замеры на разных участках кузова – дверях, крыльях, стойках, порогах, а также горизонтальных поверхностях. Все результаты запишите. Если после сравнения показателей окажется, что толщина колеблется в пределах 10-20 %, это еще не говорит о том, что кузов подвергался малярным работам. Чаще всего на горизонтальных поверхностях краска тоньше, чем на вертикальных, что связано с ее плавным растеканием при покраске. Кроме того, как уже было сказано выше, внести свои коррективы в толщину может полировка.

Если же измерение показало, что толщина покрытия на разных участках отличается на 50–100 микрон, значит, отдельные участки кузова были окрашены. Если толщина покрытия достигает значения в 300 микрон или даже больше, значит, участок был не только повторно окрашен, но и зашпаклеван. Если толщина – 400–600 микрон, в этом месте металл был деформирован, и имеется большое количество шпаклевки.

4 Какой прибор выбрать – ET 11P или DT-156?

Об основных различиях разных приборов мы уже рассказали выше. Напоследок приведем краткий обзор моделей, что, наверняка, поможет вам выбрать подходящее устройство. Итак, одна из наиболее популярных среди автолюбителей моделей толщиномера – ET 11P. Это магнитный прибор, который может работать как с черными металлами по магнитноотрывной технологии, так и с цветными металлами по токовихревой технологии. Главная особенность этой модели заключается в том, что она адаптирована к условиям СНГ, т.е. способна работать даже при низких температурах.

Максимальная толщина слоя ЛКП, которую может без помех определить толщиномер ET 11P , составляет 1000 мкм, т.е. 1 мм. Погрешность прибора составляет ±10 мкм. Надо сказать, что прибор не требует ручного переключения режима работы, так как определяет тип материала в автоматическом режиме. Стоимость этой модели составляет около 7000 рублей.

Более совершенной является модель ETARI ЕТ-555 , новинка 2017 года. Она работает по тому же принципу, что и вышеописанный аппарат, но способна определять толщину металла до 2000 мкм. Кроме того, не требует калибровки и отличается более высокой точностью. Также отметим, что аппарат обладает дополнительными функциями – фонарик и ультрафиолетовая лампа, которой, как утверждает производитель, можно даже проверять деньги на подлинность. Стоимость ЕТ-555 составляет около 8000 рублей.

Если ваш бюджет не сильно ограничен, можно обратить внимание на старшую модель ETARI – ET-600 . Она обладает большим дисплеем и памятью, позволяющей запоминать последние 20 замеров. Данный прибор также относится к магнитным и способен измерять толщину лакокрасочных покрытий на цветных и черных металлах. Максимальная толщина слоя составляет 1500 мкм. Уровень погрешности не превышает 3 %, что является одним из главных достоинств устройства. Как и младшая модель, толщиномер ET-600 обладает функцией автокалибровки. Стоимость аппарата составляет 8500 рублей. В своей категории это одна из лучших моделей по соотношению цена/качество.

Тем, кто желает приобрести относительно недорогой, но в то же время точный и функциональный измерительный прибор, можно порекомендовать модель DT-156 , которую производитель классифицирует, как полупрофессиональную. Она тоже может определять толщину краски на разных типах металла. Максимальная толщина слоя составляет 1250 мкм, при этом погрешность составляет 1 мкм. Из особенностей модели DT-156 можно выделить:

USB интерфейс;
память на 320 измерений;
настраиваемые уровни тревоги.

Этот аппарат, прежде всего, подойдет страховым компаниям, которые часто осуществляют проверку и приемку автомобилей, а также автодилерам и т.д. Стоимость DT-156 составляет 9500 рублей.

Надо сказать, что существуют и профессиональные приборы с выносными датчиками для измерения толщины и погрешности лакокрасочного покрытия автомобиля, а также других металлических конструкций. Их стоимость начинается от 15000–20000 рублей. Как вы видите, выбор достаточно большой. Поэтому главное – определиться с задачами, которые поставлены перед прибором, и тогда вы сможете подобрать для себя оптимальную модель.

Представленный в данной статье толщиномер лакокрасочного покрытия автомобиля может с высокой степенью надежности определить, была ли подвергнута данная автомашина процедуре кузовного ремонта.

Технические параметры лакокрасочного толщиномера:

напряжение питания 9 В;
потребляемый ток 25 мА;
максимальная толщина измерения 0,8 мм;
погрешность измерения +/- 0,05мм.

Принцип работы толщиномера лакокрасочного покрытия

Собранный на таймере DD1 генератор производит прямоугольные импульсы с частотой 300 Гц и скважностью 2. На выходе генератора, для повышения точности измерения толщины лакокрасочного покрытия автомобиля, собран фильтр низкой частоты на элементах R3, C2, R4, R5. Подстроичный резистор R5 служит регулятором уровня, которым выставляют оптимальный уровень работы прибора. На микросхеме DD2 собран усилитель звуковой частоты, на выходе которого около 0,5В.

Настройка лакокрасочного толщиномера

Налаживание автомобильного толщиномера начинают с установки движка резистора R7 в левое по схеме положение. Трансформатор Тр1 необходимо поместить вдали от металлических предметов. Вращая движок резистора R5 необходимо добиться отклонения стрелки микроамперметра РА1 примерно на 5 процентов от его полной шкалы. Затем трансформатор незамкнутым торцом магнитопровода прикладывают к чистому стальному листу и изменяя сопротивление резистора R7 добиваются максимального отклонения стрелки микроамперметра РА1. Далее необходимо откалибровать прибор. Для этого между стальным листом и трансформатором прокладывают листы бумаги толщиной 0,1 мм.

Для измерения толщины лакокрасочного покрытия автомобиля необходимо приложить трансформатор к исследуемой поверхности, нажать кнопку SB2 и слегка покачивая прибором из стороны в сторону добиваются наибольшего отклонения стрелки. Толщина заводского лакокрасочного покрытия кузова автомобиля обычной краской составляет 0,15…0,3 мм, а краской «металлик» в пределах 0,25…0,30мм.

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.

Собранный на отечественном таймере КР1006ВИ1 генератор генерирует прямоугольные импульсы с частотой следования около 300 Гц и скважностью два. На выходе генератора, с целью повышения точности результатов измерений толщины лакокрасочного покрытия, имеется фильтр низкой частоты на резисторах и конденсаторах R3, C2, R4, R5. Подстроечное сопротивление R5 является регулятором уровня, которым задают оптимальный уровень работы устройства. На микросхеме LM385 собран усилитель низкой частоты.

Трансформатор является собственно измерительным датчиком. Он сделан из Ш-образных пластин без замыкающих пластин, т.к их функцию роли выполняет кузов автомобиля. Таким образом, чем выше толщина лакокрасочного покрытия, тем выше немагнитный зазор и поэтому меньше связь между катушками трансформатора. Для отсечения высокочастотных помех на выходе усилителя имеется фильтр R6C4. Конденсатор C5 разделительный.

Результаты измерений толщиномера лакокрасочного покрытия автомобиля получают с помощью тестера или измерительной головки PA1 с диода КД522А.

Переключатель SB2 позволяет проверить степень разреженности батареи питания. Измерение осуществляют при нажатой кнопке SB1.

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

Все постоянные резисторы - МЛТ-0,125, подстроечные - СПЗ-276. Конденсаторы С1, С2, С4 - КМ-6 (или К10–17, К10-23), конденсаторы C3, 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 был позаимствован от радиоприемника с магнитопроводом Ш 5×6 и слегка перемотан. Первичная обмотка, содержит 200 витков провода ПЭЛ 0,15. Вторичная - 450 витков этого же провода. При сборке пластин трансформатора их требуется промазать эпоксидным клеем.

Настройка автомобильного толщиномера осуществляют с установки движка потенциометра R7 в крайнее левое положение. Трансформатор требуется поместить вдали от любых металлических предметов. Вращая движок сопротивления R5 нужно добиться отклонения стрелки микроамперметра на пять процентов. Затем трансформатор прислоняют к чистому стальному листу и изменяя значение сопротивления R7 добиваются максимально возможного отклонения стрелки микроамперметра. Затем просто калибруют прибор, подкладывая между стальным листом и трансформатором листы бумаги толщиной 0,1 мм.

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.

Стабилизатор 78L05 позволяет работать схемы с заложенной точностью измерений и при снижении питания батареи «крона» до 7В.

Измеритель толщины лакокрасочного покрытия можно собрать на печатной плате, чертеж которой приведен ниже.

Данная схема толщиномера лакокрасочных покрытий автомобиля может с высокой степенью точности определить, был ли подвергнут проверяемый автомобиль процедуре кузовного ремонта, что особенно актуально перед покупкой подержаного друга на колесах.

Результаты измерений толщиномера лакокрасочного покрытия автомобиля получают с помощью тестера с диода КД522А. Стабилизатор 78L05 позволяет работать схемы с заложенной точностью измерений и при снижении питания батареи "крона" до 7В.

Переключатель SB1 позволяет проверить степень разреженности батареи питания. Измерение осуществляют при нажатой кнопки SB2.

Трансформатор был позаимствован от радиоприемника с магнитопроводом Ш 5х6 и слегка перемотан. Первичная обмотка, содержит 200 витков провода ПЭЛ 0,15. Вторичная - 450 витков этого же провода. При сборке пластин трансформатора их требуется промазать эпоксидным клеем.

Для получения результатов измерения толщины лакокрасочного покрытия автомобиля нужно приложить трансформатор к исследуемой поверхности, затем нажать кнопку SB2 и слегка покачивая прибором из стороны в сторону добиться максимально возможного отклонения стрелки амперметра. Толщина заводского лакокрасочного покрытия в автомобиле обычно около 0,15…0,3 мм, а краской «металлик» 0,25…0,30мм.

Предлагаю собрать схему измерителя толщины на индуктивном датчике. Датчиком как и в предыдущем случае будет миниатюрный Ш – образный трансформатор, собранный с одной стороны катушки, без замыкающих пластин. Если его открытой стороной прислонить к металлической поверхности, то в зависимости от толщины немагнитного зазора, изменяется индуктивность катушки. Один из способов измерения толщины состоит в том, что катушку подсоединяют в качестве индуктивности LC - генератора. Затем сигнал поступает на детектор, а далее на устройство индикации.

Необходимость в толщиномере лакокрасочных покрытий (ЛКП) особо ощутима при покупке автомобиля с пробегом. Только им можно выявить достоверно места крашенных или шпаклеванных деталей. При этом неоднородность слоя краски является сигнализирующим фактором.

Можно взять во временное пользование профессиональный измеритель ЛКП, но его придется вскоре возвращать. А покупка подержанной машины может растянуться на несколько месяцев.

Измеритель толщины работает следующим образом:

Проводится калибровка. Поскольку разные автомобили имеют различную толщину краски, то процедура калибровки в начале работы необходима. К тому же после калибровки температурные изменения меньше влияют на точность результатов. Выполняется просто, прикладывается датчик к чистой окрашенной поверхности и нажимается кнопка «калибровка». Данные о толщине покрытия, выраженные в условных единицах, записываются в EEPROM (програмно перезаписываемую память).

Выполняется измерение, горит зеленый светодиод . Зеленый светодиод горит, когда отклонение измеренной толщины от записанной незначительно, «норма». Для выполнения измерения, прибор прикладывается к подозрительным и потенциально подверженным ударам и коррозии местам, нажимается кнопка «измерение».

Загорается один из белых светодиодов - небольшое отклонение слоя краски от записанной величины, «подозрительно».

Загорается один из синих светодиодов - затерты следы царапин или есть второй слой краски, «шлифовано» или «краска».

Загорается один из красных светодиодов - толщина покрытия близка к нулю или превышает в 0.2 раза записанное значение, «металл» или «шпаклевка».

При нажатии на кнопку «измерение» замеры толщины проводятся 3 раза, а потом вычисляется среднее значение. Можно получать результат мгновенно, задав проведение измерения всего один раз.

Датчиком прибора является катушка индуктивности, устройством для вычисления величины индуктивности служит плата Arduino.

Толщиномер с индикацией на светодиодах получается компактным. Для установки LCD модуля понабилось бы изготовить громоздкий корпус.

Необходимые детали:

Маленькая и удобная плата Arduino nano.
Кусок паечной макетной платы.
Две маленькие тактовые кнопки.
Батарея питания «Крона».
Два красных светодиода.
Два синих светодиода.
Два белых светодиода.
Один зеленый светодиод.
Резисторы 1 кОм - 10 штук.
Выпрямительный диод IN4007 или другой малой мощности, небольшого размера.
Конденсатор неполярный 100 нФ.
Катушка индуктивности - 100 витков проволоки 0,1 мм. кв. на ферритовом сердечнике d=8 мм.

Сложности могут возникнуть при изготовлении катушки. Необходимо найти одну чашечку ферритового броневого сердечника. На конической части шариковой ручки разместить две картонные щечки на нужном расстоянии друг от друга, чтобы - так получится импровизированный каркас самодельной катушки. Берем обмоточный провод минимальной толщины, около 0.1 мм, чтобы необходимое количество витков из него поместилось внутри сердечника. Намотав около 100 витков на шариковую ручку, снимаем одну из щечек временного каркаса, и надавливая на другой картонный кружок, заталкиваем получившуюся катушку внутрь ферритовой чашки. Выпавшие витки заправляем на сердечник пинцетом. Капнув суперклеем на витки, фиксируем их, и закрываем катушку подходящим картонным кружком. Готовая катушка закрепляется на плате термоклеем.

От того, насколько качественно изготовлена катушка, будет зависеть точность измерителя толщины.

Конденсатор следует подобрать с минимальным ТКЕ (температурным коэффициентом емкости). Рекомендуется найти металлопленочный неполярный конденсатор, у керамических элементов ТКЕ достигает недопустимых значений.

После сборки всех деталей получается такая конструкция.

Здесь реализована идея сборки простейшего прибора с минимумом навесных деталей.

Принцип работы устройства в следующем:

Реализована схема, определяющая резонансную частоту LC-контура.

На измерительную катушку и конденсатор (LC-контур) подается калиброванный сигнал, аппроксимированно синусоидальный, после чего работает счетчик, пока сиглал в контуре не затухнет до уровня «0» - срабатывания компаратора Arduino nano.

Отсчитанное счетчиком время пропорционально резонансной частоте LC-контура.

Текст программы:

Вывод: предложенная схема дает возможность собрать профессиональное устройство высокой точности, для этого нужно качественно собрать катушку, выбрать неполярный конденсатор с минимальным ТКЕ, подключить экранный модуль LCD, вставить формулу перерасчета значений счетчика в микрометры.