Principem měření je buďto metoda elektromagnetické indukce nebo metoda vířivých proudů. Obsluha těchto přístrojů je jednoduchá a výsledky jsou k disposici ve vteřině po přiložení sondy na měřený povrch. Pokud ale potřebujeme měřit elektricky nevodivou vrstvu na elektricky nevodivém základním materiálu, přikročí se obvykle k destruktivní zkoušce s měřením připraveného vzorku na mikroskopu. Tato destruktivní zkouška je bezpochyby přesná.
Co ale udělat, když nechceme použít destruktivní zkoušku? Úspěšným řešením může být použití nedestruktivní ultrazvukové metody. Ideálním příkladem je měření tloušťky nátěrového systému na dřevě nebo plastu přístrojem Sursonic (obr. 1), který dokáže měřit velmi tenké vrstvy speciálním zpracováním odraženého ultrazvukového signálu.
Obr. 1a – Display přístroje Sursonic
Obr. 1b – Přístroje Sursonic
Standardní ultrazvukovou odrazovou metodu nelze použít, protože při měření velmi tenkých vrstev není možné odlišit jednotlivá echa a ani není možné odlišit jednotlivé půlvlny odražených ech. Přístroj Sursonic pracuje na principu matematického porovnání vyslaného a přijatého ultrazvukového pulzu. Podmínkou měření je rozdíl akustické impedance mezi povrchovou vrstvou a základním materiálem. Jako zdroj ultrazvukového signálu je použita jednoduchá přímá ultrazvuková sonda s předsádkou a s vyšší frekvencí, obvykle 15 MHz. Sonda je spojena s ultrazvukovou částí přístroje Sursonic pomocí standardního stíněného kabelu opatřeného konektory Lemo 00 nebo Microdot, podle typu použité sondy. Ultrazvuková jednotka komunikuje se zobrazovací jednotkou bezdrátově pomocí technologie Bluetooth. Jako zobrazovací a vyhodnocovací jednotka poslouží v zásadě jakýkoli chytrý telefon s operačním systémem Android, na kterém je spuštěna odpovídající aplikace Sursonic.
Protože princip měření vychází z ultrazvukové metody, je potřeba zajistit řádnou akustickou vazbu mezi sondou a měřeným povrchem. Jako vazební prostředek se používá buďto standardní ultrazvukářský gel nebo obyčejná voda. Použitá sonda má malý průměr kontaktní plochy jen 6 mm. Je to z toho důvodu, že celá kontaktní plocha musí být umístěna s dobrou akustickou vazbou na měřený povrch. Je přirozené, že povrchy nejsou vždy jen ploché, a proto je potřeba použít sondu s velmi malou kontaktní plochou, aby šlo sondu dobře umístit na pokud možno co nejvíce různých měřicích míst.
Praktické měření je jednoduché. Po přiložení sondy obsluha klikne na obrazovku vyhodnocovací jednotky a po zaznění zvukového signálu se zobrazí vypočtená hodnota tloušťky povlaku na obrazovce spolu s vypočteným A-zobrazením.
Nabízí se otázka, jak přesné je takovéto měření. Odpověď nabízí například studie PhD. Štěpána Hýska, která podává zprávu o použití testovaného přístroje Sursonic pro měření tloušťky nátěru na rámech dřevěných oken.
Z obrázků 2 a 3 plyne, že ultrazvuková metoda je nejen funkční a spolehlivá, ale i dostatečně přesná, kde největší odchylky byly při tloušťce povlaku kolem 100µm ±3µm.
Obr. 2 – Porovnání tlouštky nátěru změřené optickým mikroskopem a ultrazvukovou metodou
Obr. 3 – Mikroskopický snímek řezu nátěrem na dřevo
Literatura:
[1] Sursonic: Katalogový list, Testima [online]. Praha: Testima [cit. 2019-04-09]. Dostupné z: http://www.testima.eu/sursonic
[ ] Ing. et Ing. Štěpán Hýsek, Ph.D., Kamil TRGALA, Hakan FIDAN, Miloš PÁNEK, Martin LEXA a Jan VEVERKA, 2018.
[ ] Ultrasound Measurement of Exterior Wood Coating Thickness. Maderas. Ciencia y tecnología. 20(4), 671-680. DOI: 10.4067/S0718-221X2018005041301.