Рейтинг лучших оптических и контактных профилометров 2023 года. Достоинства и недостатки.

Измерители шероховатости, также называемые профилометрами, представляют собой инструменты, измеряющие гладкость поверхности объекта. Основные типы тестеров производят вычисления при помощи зондов или лазеров.

В нашем обзоре мы предоставим рекомендации: на что обратить внимание, чтобы не совершить ошибку при выборе изделия, какой фирмы модель лучше купить. Познакомимся с популярными производителями, описанием их оборудования, сориентируем вас по средней цене.

Содержание

• 1 Виды тестеров
• 2 Рейтинг качественных профилометров на 2023 год
  • 2.1 Контактные
    • 2.1.1 TMR 360
    • 2.1.2 ИШП-6100
    • 2.1.3 TMR100
    • 2.1.4 TR110
    • 2.1.5 SJ-210
    • 2.1.6 MarSurf PS 10
  • 2.2 Оптические
    • 2.2.1 Surfiew Academy GLtech
    • 2.2.2 Nanosystems NV- 1800
    • 2.2.3 MicroXAM-100
    • 2.2.4 Swift PRO Duo

Виды тестеров

Получение данных о степени неровности любой поверхности, вычисление коэффициента кривизны — это задачи инженеров-механиков, позволяющие создавать точные имитационные модели. Объект, кажущийся гладким человеческому глазу, может быть не столь идеальным вооруженному техникой специалисту. Возможность определять напряжение трения, возникающее между двумя телами, позволяет точно прогнозировать жизненный цикл того или иного компонента. Профилометры используются для определения шероховатости поверхности внутри тормозных систем, обеспечивая при этом максимальную безопасность трaнcпортного средства.

Шероховатость поверхности классифицируется в соответствии со стандартом ISO 4287 от «N12» до «N1», их измерение начинается с максимальной разницы высот между микроскопическими уклонами, пиками и впадинами от 50 µm до 25 нм. Способность определять неровности объектов имеет ключевое значение для инженеров, которые разpaбатывают высокоточные системы и хотят спрогнозировать их производительность, ожидаемый жизненный цикл:

• определение жесткости, возникающей между двумя контактирующими телами;
• вычисление напряжения трения;
• прогноз риска возникновения вибраций между соединенными деталями;
• на основе обнаруженной неровности подбирается правильный инструмент для обработки заготовок и других объектов;
• можно определять является ли смазываемый элемент достаточно шероховатым, чтобы удерживать молекулы масла.
• прогнозировать работу компонентов тормозной системы;
• измерять толщину пленки или материала покрытия;
• определять уровень отражательной способности поверхности;
• вычислять точность и производительность единиц «FDM» или инструментов с ЧПУ;
• прогнозировать жизненный цикл, максимальные пределы эффективности компонента на основе обнаруженных трещин или неровностей.

Разберем функционал эффективных моделей тестеров, популярность которых наиболее высока на рынке:

• Первые инструменты с алмазными стилусами – P 6 Stylus от «KLA» и Tencor. Это оригинальные изделия, которые были впервые представлены в 1940-х годах, их принцип действия похож на работу LP-плеера. Зонд, состоящий из щупа, удерживается на месте с помощью механизма обратной связи и движется по поверхности, которая находится под контролем, в то время как рычаг, соединенный с датчиком, следует перпендикулярно движению, помогая генерировать форму волны профиля. Зонды бывают нескольких типов:

a. механический;
b. индуктивный;
c. емкостной;
d. пьезоэлектрический;
e. механический конек.

Поскольку сигнал определяется аналоговым перемещением алмазного щупа, его размер, радиус, прижимная сила, скорость датчика являются определяющими факторами для точности и разрешения оборудования. Профилометры с алмазной иглой предпочтительны для применений, где требуется вычисление шероховатости на уровне 10-20 нанометров, и где поверхность недостаточно чистая, поэтому контактные методы эффективнее, т. к. отражательная способность и окраска поверхности могут обмануть другие (оптические) устройства. Недостатком оборудования с алмазным щупом является то, что его нельзя использовать на мягких объектах из-за образования на них царапин.

• Цифровые голографические микроскопы (с временным разрешением) — это оптические тестеры, они определяют шероховатость поверхности с использованием конфокальной хроматической аберрации, лазерной триангуляции, когерентной интерферометрии, структурного сканирования света, оптической разности, делительной призмы, опopного зеркала и других методов. Хотя эти аппараты не так хороши, как алмазные модели со стилусом, они очень точны вплоть до микрометра. Их преимущества заключаются в том, что они очень быстро дают результаты, не контактируют с объектом, поэтому зонд не может его повредить или поцарапать. С их помощью вычисляются неровности мягких материалов, таких как полимеры, гели и прочие.

• Волоконный тестер — это прибор, у которого датчик обнаружения и анализатор данных находятся на расстоянии друг от друга, но соединены оптоволокном. Использование кабеля улучшает качество сигнала, поэтому инженер может сделать замер шероховатости объектов, расположенных в местах, недоступных по какой-либо причине. Например, внутри радиоактивных камер, криогенных установках, емкостях токсичных газов, которые не предназначены для технического обслуживания в течение длительного времени.

Некоторые аппараты делают вычисления неровностей плоских, изогнутых поверхностей. Недавно появились тестеры, которые выдают трехмерное изображение на основе полученных данных, способные делать 3D рендеринг. Такие вычисления используется как промышленным сектором, так и научным сообществом, обеспечивая успех критически важных исследовательских проектов, фундаментальных производств и управления процессами. Показатели трехмерных измерений поверхности (S-параметры) были определены в 1991 году участниками первого семинара EC и с тех пор были разработаны в соответствии со стандартами ISO для дополнения традиционных 2D (двумерных) метрологических R-параметров.

Тестеры применяются для поверки на износ металлов, лакокрасочного покрытия. Поскольку все больше и больше электронных компонентов производится с использованием технологии обработки тонких пленок, некоторые измерители шероховатости стали делать вычисления с большой точностью, вплоть до нанометров.

Зонды обычно используют наконечник радиусом 2 µm. Однако для прецизионных изделий (группа сплавов с заданными физико-механическими свойствами) часто применяются щуп с острием в диапазоне от 0,1 до 0,5 µm. В зависимости от используемого датчика могут возникать погрешности измерений, поэтому важно заранее проверить, подходит ли тот или иной наконечник. Важно сказать несколько слов о том, как правильно выбрать тот или иной алгоритм проведения измерений:

• С помощью аппарата контактного типа неровности находятся путем соприкосновения зонда с поверхностью. В отличие от этого, датчик на основе лазера излучает пучок света на исследуемый объект и благодаря волновым свойствам производит нужные манипуляции.
• Правильная методика является ключом к достижению успешного результата. Например, шлифованная металлическая деталь обычно измеряется перпендикулярно направлению обработки, чтобы тестер мог надежнее фиксировать хаpaктеристики объекта.
• Скорость также является ключевым элементом точных вычислений. Сначала они выполняются медленно, затем интенсивность увеличивается до тех пор, пока не начнутся значительные колебания от заданных значений. Важно заметить, что для получения качественных показателей требуется периодическая калибровка оборудования.

Существует множество других областей научных исследований и промышленного контроля, в которых можно получить прибыль от использования оптического профилографа. Устройства с низким прострaнcтвенным разрешением, но большим обзором можно использовать для измерения площадей.

Все аппараты состоят как минимум из двух частей. Детектор определяет, где находятся исследуемые точки на образце, а предметный столик удерживает объект. В одних системах во время вычислений перемещается только одна из частей, в других обе.

Где купить? Бюджетные новинки приобретаются в специализированных маркетах. Менеджеры подскажут интересующие вас моменты: сколько стоит необходимая модель, какие они бывают. Изделие возможно присмотреть в интернет-магазине, заказав онлайн.

Рейтинг качественных профилометров на 2023 год

Наш список составлен по реальным отзывам, в нем учитывается мнение покупателей знакомых с товаром, его функциями. Здесь вы найдете сравнительные таблицы.

Контактные

TMR 360

Этот портативный прибор является новым продуктом. Он использует самые распространенные процессорные чипы, высокие технологии. Изделие обладает 2.7-дюймовым OLED-экраном, Bluetooth, SD-картой, беспроводным дистанционным управлением измерениями, портом MICRO-USB, что значительно улучшает качество инструмента. TMR 360 подходит для применения как на производственных площадках, так и мобильных измерений. Агрегат прост в эксплуатации, способен выполнять комплексные функции, быстро и точно вычисляет, удобен для переноски, соответствует международным стандартам. Этот продукт имеет несколько дополнительных аксессуаров, подключается к ПК и беспроводному принтеру Bluetooth.

Чтобы измерить шероховатость детали, поместите датчик на поверхность заготовки, затем запустите тестер. Прецизионное программное обеспечение управляет щупом. Он двигается с равномерной линейной скоростью по объекту, изменяя величину индуктивности катушки датчика, генерирующей выходной аналоговый сигнал фазы чувствительности детектора, пропорционально шероховатости поверхности. Этот сигнал усиливается, преобразуется, затем происходит его перенос на ПК. Собранные параметры фильтруются, вычисляются через чип ARM, отображаясь на OLED, они могут быть распечатаны. Этот тестер способен выполнять расширенный математический анализ с использованием программного обеспечения.

Технические показатели:

TMR 360 Достоинства:

• понятный интерфейс;
• OLED экран;
• портативный;
• порт MICRO-USB;
• Bluetooth;
• SD-карта;
• беспроводное дистанционное управление.

Недостатки:

• высокая цена.

ИШП-6100

«ИШП» — прибор от отечественного производителя, вычисляет степень неровности изделий. Детали могут иметь цилиндрическую или плоскую форму, быть с отверстиями, аппарат легко справится с измерениями сложных, замысловатых объектов с пазами и углублениями. Тестер служит для оценки качества поверхности, металлов и других материалов. Функционирование изделия основана на работе алмазного щупа, который преобразует свои колебания в изменения электрического напряжения, мозгом оборудования является микропроцессор он управляет всеми действиями.

Перед началом проведения замеров необходимо установить прибор на измеряемый объект. Игла, расположенная снизу тестера, равномерно двигается по поверхности. Результаты вычислений отражаются на экране. Профиломер соответствует регламентам ISO, DIN, ANSI и JIS, он часто применяется во время технологических процессов, чтобы определить и проконтролировать неровности обpaбатываемых деталей. Все расчеты в соответствии с выбранными условиями записываются и отображаются на ПК. Оборудование производится в 3х модификациях «ИШП-6100», «ИШП-210» и «ИШП-110», они разнятся между собой техническими и метрологическими параметрами.

Технические показатели:

ИШП-6100 Достоинства:

• мощный процессор;
• легкость использования;
• соответствует регламентам ISO, DIN, ANSI и JIS.

Недостатки:

• не обнаружены.

TMR100

Вашему вниманию цифровой портативный агрегат «TMR 100», он способен мгновенно и качественно сделать замеры неровности объекта вплоть до микрона. Основным преимуществом изделия является его доступная цена относительно своих конкурентов. Габариты устройства дозволяют комфортно проводить вычисления одной рукой. Специальный привод вкупе с чувствительным щупом, расположенным под 30 ° помогает провести замеры, которые будут удовлетворять стандарту ASTM 3894.5-2002. Точность вычислений, производимых «TMR 100», не уступает показателям самых хороших электронных аппаратов, обладающих алмазными щупами.

Оборудование способно делать замеры глубины трещин, сколов на наружных или внутренних поверхностях металлических объектов, трубных изделий, бетонных элементов, это предоставляет возможность проконтролировать качество и текущее состояние тех или иных конструкций. Важно заметить, что «TMR 100» способен не только выполнять свои прямые обязанности по вычислению степени шероховатости объектов, но и производить замеры толщины покрытия.

Технические показатели:

TMR100 Достоинства:

• определение нулевого показателя в любой точке;
• отображает данные в метрах и дюймах с обратной конвертацией;
• игла из карбида вольфрама способна сделать до 20 тыс. замеров;
• память позволяет хранить большое количество данных;
• нахождение максимальных, минимальных отклонений, допуска и абсолютных показателей;
• трaнcляция данных на компьютер через кабель;
• применяется в качестве механического измерителя толщины покрытия;
• соотношение цена/качество.

Недостатки:

• не обнаружены.

TR110

«ТR100» применяется для замеров неровности плоских, наклонных поверхностей цилиндрических форм. Оборудование крепится на объект, после чего интегрированный в нижнюю часть аппарата щуп, равномерно перемещаясь по поверхности производит вычисления. Показатели выводятся на ЖК экран. Улучшенная модель «TR110» отличается от «TR100» усовершенствованным дизайном, большим дисплеем со светодиодной подсветкой

Точность устройства достигается благодаря алмазной игле, колебания которой приводят к изменению напряжения, пропорционально этим движениям. Вычисления шероховатости распечатываются на принтер либо передаются на ПК для выполнения последующих расчетов. В зависимости от модельного ряда устройства оснащаются щупом с углом 90 градусов и радиусом 2, 5 или 10 микрометров, при этом усилие на исследуемый объект может иметь значения 0.75, 4 или 16 мН соответственно. Важно заметить, что оборудование комплектуется специальным столиком, значительно упрощающим работу.

Технические показатели:

TR110 Достоинства:

• маленькие габариты, доступная цена;
• значительный диапазон вычислений;
• способен исследовать большинства материалов;
• работает в соответствии со стандартами Ra, Rz;
• внешняя калибровка;
• отвечает требованиям регламентов ISO, DIN (немецкий институт стандартов).

Недостатки:

• не обнаружены.

SJ-210

«SJ-210» комплектуется преобразователем, щупом, скоростным процессором. Вычисления неровностей производятся стандартно для аппаратов с алмазной иглой. Щуп равномерно движется, исследуя объект, вызывая пропорциональное изменение напряжения. Затем сигнал трaнcформируется благодаря микропроцессору и поступает на ЖК экран. Результаты измерений выводятся на дисплей в виде графиков отклонений от заданных параметров. Показатели могут передаваться через USB порт на ПК для проведения дальнейшей работы.

«SJ-210» обладает возможностью хранить показания 10 тыс. вычислений на SD карте. Аппарат комплектуется встроенным принтером и сенсорным экраном. Оборудование функционирует от розетки с переменным током через встроенный выпрямитель или от аккумулятора, это делает устройство портативным, позволяя применять его на удалении от электрической сети.

Технические показатели:

SJ-210 Достоинства:

• работает от аккумулятора и розетки;
• SD карта, позволяющая сохранять до 10 000 вычислений;
• сенсорная панель;
• низкая цена.

Недостатки:

• не обнаружены.

MarSurf PS 10

Вашему вниманию — портативное устройство, его можно использовать вдали от электрической сети. Предел вычислений на которые способен прибор, равен 350 µm (от -200 до 150). Встроенный щуп не требует отладки, он делает замеры под любым углом в соответствии со шкалой Rz. Максимальный путь траверса изделия составляет 17.5 mm. Устройство легко эксплуатировать, его работа отвечает стандартам DIN EN ISO 3274. Эргономичные клавиши серии PHT обладают открытым бегунком, который в значительной степени предотвращает скопление грязи и масла. Регулировка высоты щупа позволяет проводить вычисления на разных уровнях.

Благодаря прочному кожуху «MarSurf PS 10» нечувствителен к нeблагоприятным условиям эксплуатации. Устройство обладает эргономичной конструкцией, удобно расположенным управлением и легко читаемым сенсорным экраном. Подходящая конфигурация вкупе с маленькой массой аппарата (около 500 г) подходят для мобильного применения. Комфортности добавляет чехол с ремнем для переноски оборудования.

Необходимо отметить интегрированный аккумулятор большой емкости, который может работать без сети долгое время. «MarSurf PS 10» способен функционировать стационарно если его подключить к розетке через выпрямитель. Все функции устройства сведены в логически структурированное меню, доступ к которому осуществляется через сенсорный экран. Настройки прибора блокируются и дополнительно защищаются от несанкционированного изменения с помощью кода.

Технические показатели:

MarSurf PS 10 Достоинства:

• интуитивно понятная эксплуатация;
• самодействующий подбор отсечки шага вычислений;
• клавиша пуска одновременно служит кнопкой возвращения к домашней странице стартового меню;
• мгновенный доступ к главным функциям через сенсорный дисплей.

Недостатки:

• не обнаружены.

Оптические

Surfiew Academy GLtech

Оптический тестер «Surfiew Academy» определяет степень неровности объектов. Аппарат сканирует как одиночные точки, так и линии, делая 3-х мерный рендеринг. Устройство воспроизводит морфологию деталей, замеряя высоту ступенек поверхности. Важнейшие области использования «Surfiew Academy»:

• параллельный контроль 2D и 3D конфигурации объектов;
• оценка уровней структуры, линейный анализ, окружностей, дуг, углов, замеры габаритов;
• определение хаpaктеристик шероховатости;
• выявление недостатков: царапин, сколов, трещин.

Важно отметить сегменты промышленности, где применяется оборудование:

• полупроводники;
• LCD/OLED экраны
• основа печатных плат;
• микрооптика;
• MEMS конструкции;
• лазерная промышленность;
• производство струйных принтеров, плоттеров.

Технические показатели:

Surfiew Academy GLtech Достоинства:

• погрешность по высоте 0.1 нанометров;
• разрешение устройства не зависит от применяемого объектива;
• комплектуется оптикой с разным углом отображения;
• оценивает прозрачные, полупрозрачные, непрозрачные объекты;
• простота проведения вычислений;
• пьезо датчик с замкнутым циклом гарантирует точность замеров;
• «Surfiew Academy» отслеживает личный статус;
• увеличенная репетативность воспроизводимых вычислений.

Недостатки:

• не обнаружены.

Nanosystems NV- 1800

«Nanosystems» — бесконтактное, оптическое устройство, применяемое системами контроля качества на разных стадиях производства микроэлектроники. Оборудование используется отделами НИР/НИОКР. Серия «NV» включает три главных вида профилометров, отличающихся по MAX габариту образцов, с которыми возможно работать.

Патентованная система «WSI/PSI» производит замеры огромного количества объектов. Они могут разниться по структуре материалов, хаpaктеристикам, включая 2D и 3D конфигурации поверхности, формам, уровням высоты (0.1 нм по вертикали, 0.2 µm–боковое разрешение).

WSI (White Light Scanning Interferometry) — это технология, позволяющая производить замеры по площади, высоте и объему, причем быстро и с низкой погрешностью (0,1 нм). «Wsi NanoSystem» способна без проблем исследовать образцы всего за пару секунд высотой от 0.1 нм до 10000 µm, при этом оценить настоящие формы 3D образцов. Репетативность составляет 0.1% (1σ).

Технические показатели:

Nanosystems NV- 1800 Достоинства:

• портативная модель;
• приемлемая цена;
• ручная регулировка стола (50х50 mm) ;
• передвижение по оси Z (верх-вниз) 30 mm;
• один объектив.

Недостатки:

• не обнаружены.

MicroXAM-100

Изделие от иностранного производителя. Он создан для проведения быстрых, точных исследований, конструкция устройства не имеет большого количества сложных деталей, управление интуитивно понятно. «MicroXAM-100» интегрирует в себе технологии фазового смещения, интерферометра и оптического микроскопа. Оборудование способно производить бесконтактные 3D замеры неровности объектов с нанометровой погрешностью.

Совмещая в себе большое количество функций, аппарат дает владельцу широкие возможности оценки объектов, в том числе получение трехмерного описания. Все показатели качественные, как для сравнительно гладких деталей, так и для шероховатых.

Технические показатели:

MicroXAM-100 Достоинства:

• трехмерный рендеринг, извлечение профиля отдельной линии сканирования;
• оценка шероховатости, неровностей, толщины материала, сколов, трещин, других геометрических параметров;
• простое, интуитивно ясное управление из-за наличия видеокамеры;
• передача вычислений без остановки процесса исследований;
• возможность проведения математического анализа данных SPIP;
• в комплекте столик сканирования (от 100Х100 µm до 1000Х1000 mm)

Недостатки:

• не обнаружены.

Swift PRO Duo

«Swift PRO» — это линейка мощных, простых в эксплуатации бесконтактных измерительных систем. Оборудование сочетает в себе новейшие технологии оптических видео-измерений. Оно является подходящим инструментом для широкого спектра приложений, от электроники и аэрокосмической промышленности до производства пластмассовых и медицинских деталей, где требуются контроль качества. Благодаря своей конструкции, быстрым, точным 3-осевым замерам и удобному интерфейсу «Swift PRO» предоставляет операторам быстрый, легкий способ составления отчетов.

Простая в своей основе система может использоваться рабочими или инженерами, которым требуется минимальное обучение. Это значительно снижает расходы на персонал, количество ошибок оператора. Многофункциональное программное обеспечение «Swift PRO» легко изучить, использовать, оно способствует мгновенному получению данных профиля, расширенной отчетности, гарантирует управлению системой.

Ранее трудные для просмотра образцы можно исследовать более качественно с помощью новой HD-видеокамеры с функцией Video Edge Detection (VED) и регулируемым освещением сцены. Точность измерений до 5 µm обеспечивается микропроцессором QC3000 и программным обеспечением для ПК, «Swift PRO» имеет небольшие размеры.

Технические показатели:

Swift PRO Duo Достоинства:

• маленькие габариты;
• мощный процессор;
• видеокамера с функцией Video Edge Detection;
• многофункциональное программное обеспечение;
• бесконтактная систем.

Недостатки:

• не обнаружены.

Надеемся предоставленные советы помогут вам определиться с выбором. Профилометр — достаточно сложное устройство, поэтому необходимо проконсультироваться со специалистом прежде чем сделать окончательный выбор.

х