¿Qué es un Medidor de Espesor?
Los medidores de espesor se utilizan para medir el espesor del objeto a medir.
Existen dos tipos de medidores de espesor: los de contacto, que miden el espesor en contacto con el objeto a medir, y los de no contacto, que miden el espesor sin entrar en contacto con el objeto a medir.
Usos de los Medidores de Espesor
Los medidores de espesor se utilizan para medir el espesor de diversos objetos, ya que son instrumentos que miden el espesor del objeto que se va a medir. Los calibradores y los medidores de espesor por ultrasonidos son los tipos de contacto típicos que miden el grosor mediante el contacto con el objeto que se va a medir. Los calibres se utilizan para medir, por ejemplo, el grosor de las paredes de las tuberías, mientras que los medidores de grosor por ultrasonidos se emplean para objetos que no se pueden pellizcar, por ejemplo, la inspección de la corrosión de tanques.
Por otro lado, los tipos sin contacto que miden el espesor sin entrar en contacto con el objeto que se va a medir incluyen los tipos por infrarrojos y por radiación. El tipo por infrarrojos se utiliza para medir el grosor de películas de plástico, por ejemplo, mientras que el tipo por radiación se utiliza para medir el grosor de chapas metálicas laminadas en frío.
Principios de los Medidores de Espesor
Medidores de espesor de dos tipos: de contacto, para mediciones rápidas, y de no contacto, para mediciones no destructivas mediante iluminación del objeto a medir. Medidores de espesor de contacto miden el espesor colocando el instrumento directamente sobre el objeto a medir y calculando la distancia entre la superficie de referencia del instrumento y el objeto a medir (medición del valor relativo). Medidores de espesor sin contacto, en cambio, miden el espesor sin hacer contacto con el objeto a medir y calculan el espesor detectando la diferencia entre la superficie y la parte posterior opuesta del objeto a medir (medición del valor absoluto).
Tipos de Medidores de Espesor
Medidores de espesor están disponibles en los tipos de contacto y sin contacto.
1. Tipo de Contacto
Los medidores de espesor de contacto tienen la ventaja de ser económicos, cómodos y fáciles de ver. Sin embargo, debido al contacto, hay que tener cuidado para evitar errores debidos a daños o deformaciones del objeto que se va a medir. En esta sección se describen los calibradores y los medidores de espesor por ultrasonidos, que son los típicos medidores de espesor por contacto.
Calibradores
Instrumentos de medida con piezas que pueden medir longitud, diámetro exterior, diámetro interior, profundidad y pasos, con escalas denominadas escala principal y subescala. Existen versiones analógicas, de cuadrante y digitales, siendo las digitales las más utilizadas por su mayor facilidad para comprobar los valores. El funcionamiento es sencillo: basta con deslizar las mordazas para abrirlas, introducir lentamente el objeto que se desea medir y comprobar el valor.
Medidores de Espesor por Ultrasonidos
Los medidores de espesor por ultrasonidos irradian el objeto a medir con ondas ultrasónicas y calculan el espesor del objeto en función del tiempo de propagación de las ondas ultrasónicas. Las ondas ultrasónicas se emiten desde una sonda (sonda o transductor), que se pone en contacto con la superficie del objeto que se desea medir.
Las ondas ultrasónicas emitidas por la sonda se reflejan en la superficie opuesta a la superficie del objeto que se va a medir, y el espesor se calcula midiendo el tiempo de propagación hasta que las ondas ultrasónicas vuelven a la sonda. El espesor se calcula mediante la siguiente fórmula
Espesor d = 1/2 x velocidad del sonido del objeto a medir c x tiempo de propagación t
Dado que el tiempo de propagación t es un tiempo de ida y vuelta, puede multiplicarse por 1/2 para calcular el tiempo unidireccional, es decir, el espesor del objeto a medir.
2. Tipo sin Contacto
Son dispositivos de gran escala, pero su ventaja es que pueden medir sin dañar el objeto a medir. Entre los medidores de espesor sin contacto se encuentran los de infrarrojos, los de radiación y los de sensor de desplazamiento láser.
Tipo Infrarrojo
Medidores de espesor de tipo infrarrojo utilizan la propiedad de la luz infrarroja de penetrar ciertos materiales para medir el espesor como un valor absoluto. Cuando un objeto a medir se irradia con luz infrarroja, la luz se refleja desde la superficie irradiada con luz infrarroja y desde la parte posterior opuesta del objeto. La luz reflejada es recibida por la sonda y el espesor se calcula a partir de la diferencia de tiempo (diferencia de interferencia) de la luz reflejada.
Tipo de Radiación
Los medidores de espesor por radiación calculan el espesor midiendo la cantidad de radiación absorbida por el objeto a medir. Como esta absorción no se ve afectada por el tono de color del objeto a medir, los medidores de espesor por radiación se utilizan en muchos productos.
Los tipos de radiación incluyen rayos α, rayos β, rayos γ y rayos X, pero el principio es el mismo para todos. Se irradia radiación sobre el objeto a medir, se mide la cantidad absorbida (atenuación) por el objeto y se convierte en un espesor. El tipo de radiación se selecciona en función del objeto a medir. Los materiales adecuados para cada fuente de radiación son los siguientes
- Radiación alfa … película fina de polímero
- Rayos β … películas finas de metal, caucho, plástico, etc.
- Rayos gamma/rayos X … placas metálicas, etc.
Tipo de Sensor Láser de Desplazamiento
Los medidores de espesor con sensor láser de desplazamiento utilizan uno o dos sensores láser de desplazamiento para calcular el espesor. El espesor se calcula a partir de la diferencia de luz transmitida entre la superficie y la parte posterior del objeto que se va a medir.
Cuando se utilizan dos sensores de desplazamiento láser, el espesor del objeto se calcula midiendo la distancia desde las superficies de referencia superior e inferior de los sensores de desplazamiento láser intercalados hasta la superficie del objeto que se va a medir y restándola de la distancia entre las superficies de referencia.
Más Información sobre Medidores de Espesor
Aspectos a Tener en Cuenta en los Medidores de Espesor por Ultrasonidos
Existen dos tipos de medidores de espesor por ultrasonidos: de punto cero y primer eco de fondo (método del eco de impulsos), de eco múltiple (método del eco de impulsos) y de eco de superficie y primer eco de fondo (método del eco de interfaz). Cada uno de ellos tiene características diferentes, por lo que es importante elegir el método que mejor se adapte al objeto sometido a ensayo. El más común es el método de eco de pulso (método de punto cero y primer eco de fondo), que puede utilizarse para medir piezas gruesas o curvas, incluso si el estado de la superficie del objeto a medir no es muy bueno.
Dado que los medidores de espesor por ultrasonidos utilizan ondas ultrasónicas, no pueden medir materiales que contengan burbujas de aire a través de las cuales no pueden pasar las ondas ultrasónicas, como la espuma de poliestireno, o el caucho, a través de los cuales las ondas ultrasónicas se atenúan y no pueden ser recibidas.
Además, la capa de aire tiene resistencia acústica e inhibe la propagación de las ondas ultrasónicas entre la sonda y el objeto que se desea medir. Por este motivo, debe aplicarse un líquido especial denominado catalizador de contacto (acoplante) entre la sonda y el objeto para eliminar al máximo la resistencia acústica del aire.