Metodo magnetico

L'effetto Hall e i principali fattori di influenza.

Il metodo magnetico si basa sulle diverse proprietà magnetiche del rivestimento e del materiale di base e viene utilizzato per misurare rivestimenti magnetici su metalli o materie plastiche non magnetiche o per testare rivestimenti non magnetici su acciaio o ferro. Soprattutto per gli strati galvanici più spessi, il metodo magnetico può essere più adatto dell'induzione magnetica.

Ecco come funziona il processo magnetico.

Ecco come funziona il processo magnetico

La misura con il metodo magnetico si basa sull'effetto Hall, che prende il nome da Edwin Hall. L'effetto si verifica quando un conduttore di corrente si trova in un campo magnetico costante.

Quando gli elettroni si muovono attraverso il conduttore, si muovono anche attraverso il campo magnetico statico. Questo fa sì che la forza di Lorentz agisca su di loro. La forza di Lorentz spinge gli elettroni perpendicolari al campo magnetico verso il bordo del conduttore. Ciò provoca la separazione delle cariche. Come nel caso di un condensatore, si crea una tensione, la tensione di Hall.

 

Come può essere utilizzata per misurare lo spessore dei rivestimenti?

I materiali magnetici, come un rivestimento in nichel, rafforzano il campo magnetico statico. Questo aumenta anche la tensione di Hall. La tensione viene misurata e convertita in un valore di spessore del rivestimento nello strumento di misura mediante una curva caratteristica della sonda, ovvero la relazione funzionale tra il segnale di misura e lo spessore del rivestimento.

Dove viene utilizzato questo processo?

  • Misura di rivestimenti metallici spessi (cromo, zinco, rame, alluminio) o protettivi (vernice, gomma, plastica) su acciaio e ferro
  • Misura di strati protettivi o magnetizzabili di nichel su metalli non ferrosi come alluminio, rame o ottone

Quali fattori possono influenzare la misura?

Tutti i metodi di misura elettromagnetici sono comparativi. Ciò significa che il segnale misurato viene confrontato con una curva caratteristica memorizzata nello strumento. Per garantire che il risultato sia corretto, la curva caratteristica deve essere adattata alle condizioni attuali. A tal fine è necessario calibrare lo strumento di misura per la misurazione dello spessore del rivestimento.

  • La giusta calibrazione fa la differenza

      I fattori che possono influenzare fortemente la misura dello spessore del rivestimento sono: la permeabilità magnetica del materiale di base, la forma del pezzo in esame e la rugosità della superficie. Inoltre, anche l'operatore stesso può influenzare il risultato.

  • Permeabilità magnetica

      La permeabilità magnetica indica la capacità di un materiale di adattarsi ad un campo magnetico. Materiali come il ferro o il nichel hanno una permeabilità elevata. Si magnetizzano da soli e amplificano il campo magnetico.

      Poiché la permeabilità varia tra i metalli e i loro rivestimenti, gli strumenti di misura devono essere ricalibrati quando si cambiano i materiali per poter misurare lo spessore del rivestimento senza errori. La permeabilità dipende da diversi fattori, come il tipo di acciaio, il lotto, la lavorazione del pezzo e il trattamento termico. Per evitare errori nella misura, occorre tenere conto di questi fattori.

      Permeabilità magnetica
  • Applicazione su superfici curve

      La maggior parte degli errori di misura è dovuta alla forma del provino. Sulle superfici curve, la porzione di campo magnetico che attraversa l'aria cambia. Se uno strumento di misura è stato calibrato su una lastra piatta, ad esempio, i valori misurati risulteranno troppo bassi su una superficie concava e quindi lo spessore del rivestimento sarà troppo sottile. Su una curvatura convessa, invece, si misurano spessori di rivestimento maggiori. Gli errori che si verificano in questo modo possono essere di molte volte superiori al valore effettivo dello spessore del rivestimento.

      Applicazione su superfici curve
  • Applicazione per pezzi piccoli e piatti

      Un effetto simile può verificarsi se il pezzo in esame è piccolo o molto sottile. Anche in questo caso, il campo magnetico raggiunge il pezzo in esame e scorre parzialmente nell'aria, falsando sistematicamente i risultati della misura. Per evitare questi errori, si dovrebbe sempre calibrare su un pezzo grezzo che corrisponde al prodotto finale, se possibile. In questo modo, lo strumento dello spessore del rivestimento fornirà rapidamente dati affidabili sullo spessore del rivestimento.

      Applicazione per pezzi piccoli e piatti
  • Superfici ruvide

      Nel caso di superfici ruvide, il risultato della misura dello spessore del rivestimento può variare notevolmente a seconda che il polo della sonda sia posizionato nella valle o su un picco del profilo di rugosità. In questo caso, i risultati sono discontinui e si consiglia di ripetere le misure per ottenere una media stabile. In generale, la misura dello spessore del rivestimento su superfici ruvide è affidabile solo se lo spessore del rivestimento è almeno il doppio dei picchi di rugosità. Questo è l'unico modo per misurare lo spessore del rivestimento senza errori.

      Misura dello spessore del rivestimento per superfici ruvide
  • Funzionamento del misuratore di spessore del rivestimento

      Infine, ma non meno importante, anche il modo in cui viene utilizzato il misuratore di spessore del rivestimento gioca un ruolo fondamentale. Assicurarsi sempre che la sonda sia tenuta in piano sopra la superficie del rivestimento e applicata senza pressione. Per una migliore ripetibilità, è possibile utilizzare un treppiede per abbassare la sonda sul pezzo in esame. Offriamo anche diversi accessori per il posizionamento, come i prismi per le superfici curve. Principio: la calibrazione viene sempre eseguita sul pezzo non rivestito della superficie di misura, sulla quale verrà successivamente misurato anche lo spessore del rivestimento.

      Funzionamento del misuratore di spessore del rivestimento

Importante
Per contrastare risultati di misura errati, è necessario tenere conto anche delle seguenti influenze:

  • Errori di indentazione con rivestimenti particolarmente morbidi (come i rivestimenti fosfatici).
  • Aumento della dispersione dovuto all'usura del polo della sonda. Si consiglia di eseguire controlli regolari.

Quale norma viene applicata in questo caso?

Metodo magnetico secondo DIN EN ISO 2178