Kак покрытие варьируется в разных точках и что эти различия могут рассказать нам о технологическом процессе?
В продолжение нашего обзора линейки EMG SOLID® в этой статье речь пойдет о системе EMG SOLID® LAB. Эта система позволяет использовать метод лазерной индуцированной флуоресценции в лабораторных условиях для оценки образцов, исследования распределения покрытия и разработки процессов смазки и обработки поверхностей.
От мониторинга производства до целенаправленного анализа образцов
Непрерывные измерения и лабораторный анализ затрагивают разные аспекты обеспечения качества. Потоковые системы анализируют нанесение слоя покрытия по мере прохождения полосы по линии, помогая операторам выявлять изменения в ходе производства. Лабораторные измерения позволяют исследовать выбранные образцы материала независимо от работы линии.
Это полезно при расследовании предполагаемой проблемы со смазкой, сравнении образцов до и после корректировки технологического процесса или оценке новой комбинации материала и смазочного материала. Для предприятий по переработке стали и алюминия типичные образцы могут быть получены в процессе прокатки, цинкования, продольной резки или других операций по обработке ленты.
Часто возникает ключевой вопрос: адекватно ли среднее значение толщины покрытия описывает состояние поверхности? Два образца с одинаковым общим весом покрытия могут иметь различное локальное распределение. Измерения в определенных точках могут помочь выявить участки с меньшим или большим количеством смазочного материала и предоставить дополнительную информацию для исследования проблем, связанных с формовкой или нанесением покрытия.
Тем не менее результаты лабораторных исследований необходимо интерпретировать с учётом метода отбора проб. Выбранные точки измерения характеризуют исследуемые участки; они не дают представления о состоянии покрытия всего рулона. Их ценность заключается в том, чтобы дать ответ на конкретные вопросы и соотнести полученные данные с соответствующими условиями производства.
Измерение флуоресценции и калибровка с учётом конкретных условий применения
EMG SOLID® LAB использует лазерно-индуцированную флуоресценцию — тот же оптический принцип, что и в EMG SOLID® LIF. Импульсный ультрафиолетовый свет возбуждает флуоресцирующие компоненты в исследуемом слое. Возникающая флуоресценция регистрируется и анализируется для определения количества покрытия.
В зависимости от области применения и калибровки результаты могут выражаться как масса покрытия на единицу площади в г/м² или толщина пленки в мкм. Сфера применения включает масляные и смазочные пленки, а также подходящие сухие покрытия. Материал должен обладать флуоресцентными характеристиками, позволяющими проводить надежную оценку в пределах предполагаемого диапазона измерений.
Поэтому калибровка является неотъемлемой частью настройки измерительной задачи. Флуоресцентный отклик зависит от измеряемого вещества и может также зависеть от подложки. Калибровка, установленная для одной комбинации «материал–смазочное вещество», не может автоматически применяться к другой.
При измерении масляных пленок эталонные образцы с известной массой покрытия служат основой для соотнесения флуоресцентного сигнала с количественным результатом. В качестве эталонного метода используется гравиметрическое определение с использованием прецизионных аналитических весов. Для установления калибровки требуются репрезентативные образцы и соответствующие смазочные материалы.
Дополнительная конфигурация позволяет пользователям создавать собственные калибровочные кривые после прохождения соответствующего обучения. Это особенно актуально для лабораторий, которые регулярно исследуют новые смазочные материалы или комбинации подложек.
Определённая геометрия измерения для исследования образцов
EMG SOLID® LAB управляется с помощью ручной измерительной головки, подключенной через 5-метровый оптоволоконный кабель к измерительному и аналитическому блоку. Оператор помещает головку непосредственно на образец и запускает измерение с помощью кнопки на рукоятке.
Несмотря на то что принцип измерения является оптическим, измерительная головка вступает в физический контакт с образцом. Ее механическая конструкция обеспечивает расстояние 40 мм между оптическим окном и поверхностью образца. Такая четко заданная геометрия обеспечивает стабильные условия измерения при ручном управлении.
Диаметр измерительного пятна составляет 8 мм. Таким образом, можно проводить отдельные измерения в выбранных точках, а серии измерений с усреднением результатов помогают охарактеризовать набор показаний. Измерение в нескольких точках позволяет оператору изучить локальные различия в распределении покрытия.
Для сравнения образцов важна единообразная процедура. Ориентация образца, положения измерения и количество показаний должны определяться в соответствии с целью исследования. Плоские образцы с неповрежденными поверхностями обеспечивают заданные условия для оценки точности измерений.
Результаты отображаются на сенсорном экране системы и могут сохраняться и экспортироваться для дальнейшего анализа. Регистрация идентификационных данных образца, использованной калибровки и точек измерения наряду с результатами помогает сохранить четкую связь между лабораторными данными и исходными условиями технологического процесса.
Поддержка исследований качества и разработки технологических процессов
Типичное исследование может начинаться с отбора образцов до и после корректировки процесса смазки. Измерения в соответствующих точках позволяют определить, повлияла ли корректировка на локальное количество покрытия или его распределение. Полученные результаты служат основанием для оценки произошедших изменений и принятия решения о необходимости дальнейших исследований.
Тот же подход может способствовать разработке смазочных материалов и методов обработки поверхностей. Различные параметры нанесения или комбинации материалов можно исследовать в определенных лабораторных условиях при наличии соответствующих калибровок.
EMG SOLID® LAB также дополняет исследования, инициированные результатами измерений на линии. Если производственные данные указывают на необычное состояние покрытия, выбранные образцы можно изучить более подробно. Для проведения значимых сравнений необходимо уделять внимание расположению образца, области измерения, калибровке и указываемому количеству.
Таким образом, лабораторная система предоставляет практический инструмент для изучения конкретных вопросов, связанных с покрытием, независимо от производственной линии. Её результаты способствуют оценке качества и разработке технологических процессов, сохраняя при этом контекст, необходимый для достоверной интерпретации.
Обсудите вашу задачу лабораторных измерений с EMG
Эффективные лабораторные измерения начинаются с четко сформулированной задачи. Материал покрытия, подложка, ожидаемый диапазон измерений и необходимая пространственная информация определяют подходящую процедуру калибровки и измерения.
Специалисты EMG помогут определить, подходит ли флуоресцентный анализ для ваших образцов, и уточнить необходимые эталонные измерения. Если вы исследуете вариации покрытий, оцениваете изменения смазки или разрабатываете лабораторную процедуру измерения, обратитесь в EMG, чтобы обсудить вашу задачу.
- Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с EMG по адресу solid(at)emg-automation.com.
- Скачать брошюру: Брошюра по линейке EMG SOLID®
- Дополнительная информация: Обзор всех четырёх систем — EMG SOLID® IR, LIF, DFT и LAB — и их соответствующих областей применения см. в нашей предыдущей статье «EMG SOLID®: измерение масляной плёнки и покрытий от производственной линии до лаборатории».