Mesure de l’épaisseur des produits et des revêtements en verre

Cette note d’application explique comment mesurer l’épaisseur des parois de divers produits commerciaux en verre, comme des bouteilles, des contenants, des tuyaux, des feuilles, des plaques, de la verrerie scientifique, des ampoules et des lampes, ainsi que l’épaisseur du revêtement en verre des réservoirs vitrifiés. Découvrez les mesureurs d’épaisseur de verre et les procédures recommandés pour mesurer les matériaux en verre.

Informations générales sur la mesure de l’épaisseur du verre

Le verre est un matériau industriel bon marché très polyvalent qui peut être coulé, moulé ou soufflé en une grande variété de formes. Il assure une grande rapidité de transmission des ondes sonores à haute fréquence, ce qui en fait un excellent matériau pour la mesure d’épaisseur par ultrasons. Le verre est également non magnétique, ce qui le rend mesurable avec des mesureurs d’épaisseur à effet Hall (également appelés « mesureurs magnétiques »).

La forme de la plupart des produits en verre courants rend difficile – voire impossible – la mesure mécanique de leur épaisseur au moyen de pieds à coulisse ou de micromètres. Cependant, pratiquement tous les produits en verre courants sont facilement mesurables avec des mesureurs d’épaisseur à ultrasons ou magnétiques. L’inspection avec ces mesureurs d’épaisseur de verre n’endommage pas les objets inspectés, et les mesures d’épaisseur se font instantanément, avec précision et fiabilité.

Équipement utilisé pour mesurer l’épaisseur du verre

Il existe différents appareils magnétiques et à ultrasons servant à mesurer l’épaisseur du verre. Voici un aperçu de ces outils pouvant être utilisés pour mesurer l’épaisseur du verre :

1. Mesureurs magnétiques

Le mesureur d’épaisseur à effet Hall Magna-Mike™ 8600 est un excellent appareil pour mesurer l’épaisseur de parois de verre n’excédant pas 25 mm (1 po) sur des bouteilles, des contenants et des tubes dont l’extrémité ouverte permet l’insertion d’une bille cible.

Le Magna-Mike 8600 utilise les effets du champ magnétique pour mesurer la distance entre l’extrémité d’une sonde pressée contre la surface extérieure de la pièce inspectée et une petite bille cible en acier qui se déplace entre les points correspondant du côté opposé. Il est souvent le choix le plus judicieux quand vient le temps de mesurer des coins étroits et des angles aigus, et il ne requiert aucun étalonnage propre au matériau à inspecter.

Pour les applications de mesure d’épaisseur du verre, le mesureur Magna-Mike 8600 ne nécessite aucune configuration ou procédure de fonctionnement spéciale. L’appareil s’utilise simplement selon la description figurant dans le manuel de l’utilisateur. La sonde standard 86PR-1 est habituellement recommandée pour ce type d’application. Le système de sonde et de bille cible ne raye généralement pas le verre industriel.

2. Mesureurs à ultrasons

Les mesureurs d’épaisseur à ultrasons de précision comme le 39DL PLUS™, ou le 45MG avec option logicielle pour sonde monoélément, peuvent être utilisés pour mesurer les produits en verre courants d’une épaisseur allant d’environ 0,125 mm (0,005 po) à 500 mm (20 po). Comme pour toute application de mesure d’épaisseur, l’appareil mesure le temps de parcours aller-retour d’une impulsion sonore à haute fréquence dans la paroi de la pièce et calcule ensuite l’épaisseur en fonction de ce temps de parcours et d’une vitesse de propagation des ondes sonores étalonnée.

Les mesureurs d’épaisseur à ultrasons peuvent être utilisés pour mesurer tous les produits en verre courants. Ces appareils sont particulièrement utiles si l’épaisseur du verre est trop grande pour les capacités du mesureur d’épaisseur à effet Hall Magna-Mike 8600, si la forme de la pièce ne permet pas l’insertion d’une bille cible (par exemple, les ampoules scellées), ou si des niveaux élevés de précision sont requis (approchant ±0,002 mm ou 0,0001 po).

Les mesureurs d’épaisseur de précision comme le 39DL PLUS et le 45MG avec option logicielle pour sonde monoélément comportent par défaut des configurations préprogrammées de sonde pouvant être utilisées dans la plupart des applications de mesure de verre. Seuls les étalonnages du zéro et de la vitesse de propagation sont requis, comme l’indique le manuel d’utilisation de ces appareils. Dans quelques cas précis où on fait face à des formes complexes ou à d’autres conditions difficiles, une configuration de sonde personnalisée peut être nécessaire. On peut penser par exemple aux situations où une approche avec sonde d’immersion focalisée est recommandée en raison d’angles aigus. Pour ces applications, Evident fournit une assistance pour la configuration.

7 applications courantes de mesure de l’épaisseur de produits en verre

Les mesureurs d’épaisseur de verre sont utilisés pour mesurer une vaste gamme de produits en verre. La liste suivante énumère les applications de mesure du verre les plus courantes et l’équipement recommandé pour chacune d’elles.

1. Bouteilles et contenants

Le mesureur d’épaisseur à effet Hall Magna-Mike 8600 est couramment utilisé pour mesurer des bouteilles et des contenants en verre. Toutefois, les mesureurs à ultrasons utilisés avec des sondes de contact de petit diamètre comme la M116 (20 MHz) fonctionnent également bien. La mesure est rapide, facile et non destructive.

2. Tubes de verre

La plupart des tubes de verre courts sont facilement mesurables avec le mesureur d’épaisseur à effet Hall Magna-Mike 8600. Les tubes peuvent aussi être mesurés par ultrasons à l’aide d’une sonde de contact de petit diamètre, comme la M116 (20 MHz). Pour les tubes de très petit diamètre (diamètre inférieur à environ 6,25 mm ou 0,25 po), des sondes d’immersion focalisées comme la M316-SU F-.75 (20 MHz) sont généralement recommandées pour optimiser le couplage sonore. Ces sondes sont habituellement utilisées avec le barboteur B-103 pour maintenir l’orientation du tube par rapport au faisceau sonore.

3. Feuilles et plaques

Tandis que les feuilles et les plaques minces (de moins de 10 mm ou 0,400 po) peuvent facilement être mesurées avec le mesureur d’épaisseur à effet Hall Magna-Mike 8600, les plaques épaisses sont mesurées par ultrasons. Cette mesure par ultrasons peut être faite au moyen du mesureur 39DL PLUS, ou du mesureur 45MG avec option logicielle pour sonde monoélément, et de sondes de contact comme la M109 (5 MHz) et la M106 (2,25 MHz).

4. Verrerie scientifique

Quand la forme de la pièce permet l’insertion d’une bille cible, la verrerie scientifique peut facilement être mesurée avec le mesureur d’épaisseur à effet Hall Magna-Mike 8600. Les ampoules scellées et les objets aux formes complexes qui ne permettent pas l’utilisation d’une bille cible peuvent normalement être mesurés par ultrasons à l’aide de mesureurs d’épaisseur de précision. Pour les tubes de très petit diamètre (diamètre inférieur à environ 6,25 mm ou 0,25 po) ou les petites sphères (diamètre inférieur à environ 25 mm ou 1 po), des sondes d’immersion focalisées comme la M316-SU F-.75 (20 MHz) sont généralement recommandées pour optimiser le couplage sonore. Ces sondes sont généralement utilisées avec un barboteur pour maintenir l’orientation de la pièce par rapport au faisceau sonore.

5. Ampoules et lampes

Les parois minces des ampoules scellées et des lampes en verre peuvent être mesurées avec des mesureurs d’épaisseur de précision et une sonde à ligne à retard M208 (20 MHz). Certains angles aigus peuvent nécessiter l’utilisation de sondes d’immersion focalisées avec un barboteur approprié. Le même mesureur d’épaisseur et la même sonde peuvent aussi être utilisés pour mesurer l’épaisseur des revêtements de protection en plastique parfois appliqués sur les ampoules en verre.

6. Revêtements en verre

Les revêtements en verre, comme le revêtement de protection à l’intérieur de certains réservoirs de produits chimiques, peuvent généralement être mesurés par ultrasons. Cette mesure est plus facile lorsqu’elle peut être effectuée du côté du verre, mais lorsqu’il n’est pas possible d’accéder à l’intérieur de la pièce inspectée, les revêtements en verre peuvent souvent être mesurés à travers une paroi en acier. Dans bien des cas, le mesureur 39DL PLUS avec l’option de logiciel de mesure multicouche peut être utilisé pour mesurer simultanément l’épaisseur du revêtement de protection et celle du réservoir. Le choix de la sonde et de la configuration de l’appareil dépendra des matériaux et de l’étendue des épaisseurs à mesurer. Veuillez consulter Evident pour en savoir plus.

7. Recherche sur les matériaux

On peut souvent établir une corrélation entre les propriétés physiques du verre, comme le module d’élasticité, la contrainte résiduelle, la dureté et la densité, et ses propriétés acoustiques, comme la vitesse de propagation des ondes longitudinales et transversales. Evident offre une vaste gamme d’appareils à ultrasons pouvant être utilisés dans le cadre d’applications de recherche sur les matériaux. Elle offre notamment des mesureurs d’épaisseur avec indicateur de vitesse, des appareils de recherche de défauts, des émetteurs-récepteurs, ainsi qu’une gamme complète de sondes de contact, à ligne à retard et d’immersion.