Различия в показаниях толщины одного и того же материала не обязательно означают, что толщиномер неисправен. Толщина пленки действительно может различаться в разных точках, либо на результат измерения могут влиять контактное усилие, положение образца, загрязнение, состояние прибора или условия окружающей среды. В первую очередь необходимо отделить вариации самого материала от вариаций, вызванных процессом измерения.

Если результаты различаются настолько, что это влияет на решение о выпуске продукции, многократное измерение случайных точек редко оказывается самым быстрым решением. Выберите постоянное место и метод измерения, проверьте толщиномер для тонких пленок с помощью подходящих эталонов, а затем сравните показания в разных точках. Такая последовательность поможет определить, связаны ли расхождения с пленкой, местом измерения или прибором.

Сначала определите характер расхождений

Прежде чем изменять настройки, запишите, где и как было выполнено каждое измерение. Единичное высокое или низкое значение имеет иное значение, чем постепенное изменение показаний по ширине рулона или их устойчивый дрейф в ходе измерительной сессии. Укажите идентификатор образца, места измерений, единицы измерения, настройки прибора и видимые особенности, например складки или участки с печатью.

• В разных точках стабильно получаются разные показания: Возможно, толщина пленки действительно неоднородна либо на контакт влияют локальные особенности поверхности.
• В одной и той же точке получаются нестабильные показания: Прежде чем предполагать неоднородность материала, проверьте позиционирование, характер контакта, стабильность нуля, наличие загрязнений и условия обращения с образцом.
• Показания постепенно меняются со временем: Проверьте дрейф нуля, изменение температуры, стабилизацию прибора или изменение состояния образца.
• Два прибора дают разные результаты: Прежде чем решать, какой результат верен, сравните принципы измерения, условия контакта, состояние калибровки, настройки и места отбора измерений.

Эти закономерности служат подсказками, а не готовым диагнозом. Одновременно могут действовать несколько факторов, поэтому меняйте только одно условие за раз, сохраняя остальные настолько постоянными, насколько это возможно.

Толщина пленки может быть неоднородной

Толщина упаковочной пленки может различаться по ширине и длине. Показание у края может не отражать толщину в центре, а небольшой образец — не характеризовать весь рулон. В соэкструдированных или ламинированных материалах также могут локально различаться распределение слоев или нанесение клея. Такая вариативность относится к самому исследуемому материалу; корректировка прибора с целью добиться совпадения показаний скроет полезную информацию.

Место отбора измерений особенно важно, если результат сравнивают со спецификацией на продукцию. Уточните, указывается ли отдельное измерение, среднее значение, диапазон или профиль по ширине полотна. Используйте места и количество измерений, установленные применимым методом испытаний или внутренней процедурой. Среднее значение характеризует образец, но также может скрыть отдельное значение за пределами допуска, если ограничение распространяется на каждое измерение.

Особенности поверхности следует проверять отдельно. Тиснение, покрытия, печать, складки, застрявшие частицы и локальные повреждения могут изменять контакт измерительных поверхностей. Контактный толщиномер может перекрывать углубления и касаться выступов, а не измерять простой поперечный срез. Не обходите и не сплющивайте особенности поверхности только ради получения желаемого значения; определите, относится ли такая особенность к состоянию материала, которое должен оценивать применяемый метод.

Контактное усилие и время измерения могут влиять на результат

Контактный толщиномер измеряет образец, помещенный между измерительными поверхностями. Показания зависят не только от пленки, но и от геометрии этих поверхностей, приложенного усилия и времени, в течение которого образец находится под нагрузкой. Мягкие, сжимаемые, текстурированные или многослойные пленки могут реагировать иначе, чем гладкие и относительно жесткие материалы.

Чрезмерное усилие может сжать образец, и показание окажется ниже, чем при методе с меньшим контактным усилием. И наоборот, недостаточный или неравномерный контакт может привести к тому, что на результат повлияют складка, захваченный воздух или наклонное положение образца. Большая площадь контакта позволяет усреднить большую часть текстурированной поверхности, тогда как меньшая может быть чувствительнее к локальным выступам. Поэтому контактное усилие и площадь контакта следует рассматривать совместно, соблюдая условия, установленные для материала и прибора.

Время также имеет значение. Некоторые пленки продолжают деформироваться после контакта, поэтому немедленное показание может отличаться от показания, полученного после более длительной выдержки. Соблюдайте установленное время выдержки и дайте прибору выполнить штатный цикл контакта. Не нажимайте рукой на измерительную головку и не изменяйте контактное усилие, если это прямо не разрешено инструкцией к оборудованию и методом испытаний.

Сохраняйте образец ровным, не растягивая его

Расположите пленку на измерительной поверхности ровно, без складок и натяжения. Натяжение гибкого образца может его деформировать, особенно если он тонкий или эластичный. В то же время складка под контактной поверхностью может привести к завышенному показанию. Поддерживайте окружающую часть пленки, чтобы ее вес или изгиб не приподнимали область измерения, и не касайтесь пальцами точки контакта.

При повторных измерениях строго в одной и той же точке требуется осторожность. Контакт может оставить вмятину или вызвать постепенное восстановление сжимаемой пленки. Проверяя повторяемость, следуйте применимому методу и наблюдайте, меняются ли показания при последовательных контактах. Если в одной точке показания изменяются, а на эталоне остаются стабильными, это может указывать на реакцию материала, а не на дрейф прибора.

Прежде чем менять калибровку, проверьте измерительную систему

Загрязнения на любой из измерительных поверхностей могут увеличить измеряемую толщину или помешать правильному контакту. Осмотрите наковальню и зонд на наличие пыли, клея, фрагментов пленки и повреждений. Очищайте их только способом и материалами, одобренными производителем прибора; абразивная очистка или неподходящие растворители могут повредить контактные поверхности. Также убедитесь, что поверхности свободно смыкаются и ничто не мешает перемещению зонда.

Проверьте выбранные единицы измерения, разрешение дисплея, режим измерения и настройки обработки данных. Несовпадение единиц может вызвать очевидное расхождение, однако эффект округления может быть менее заметным: показания с ограниченным разрешением могут выглядеть одинаковыми, хотя исходные значения различаются, или перескакивать между соседними шагами индикации. Само по себе разрешение не подтверждает точность прибора.

Затем дайте прибору достичь рабочего состояния, указанного в инструкции. Проверьте и установите ноль в соответствии с установленной процедурой, убедившись, что контактные поверхности чистые и ничем не загорожены. Проследите, остается ли ноль стабильным после обычных циклов измерения. Многократная установка нуля, чтобы добиться совпадения результатов измерения образца, может скрыть неисправность или изменение условий.

Проверьте показания с помощью подходящих прослеживаемых эталонов толщины в соответствующем диапазоне измерений, следуя инструкции к прибору. Если процедура проверки этого требует, используйте несколько эталонных значений. Стабильный ноль не доказывает, что прибор правильно измеряет во всем диапазоне, а проверка по одному значению не подтверждает его характеристики во всех точках диапазона.

Проверка не то же самое, что калибровка. Проверка с помощью эталона позволяет определить, соответствуют ли показания критериям приемки, установленным процедурой. Калибровка устанавливает зависимость между показаниями и эталонными значениями в заданных условиях. Если проверка по эталону не пройдена, не пытайтесь компенсировать это изменением результатов измерения образца. Выведите прибор из эксплуатации в соответствии с требованиями системы качества и организуйте необходимую регулировку, калибровку или обслуживание.

Практическая последовательность действий для выявления причины

1. Сохраните исходную информацию. Запишите сомнительные показания, места измерений, идентификатор прибора, настройки и условия окружающей среды. Не отбрасывайте выброс только потому, что он неудобен.
2. Проверьте прибор без пленки. Осмотрите и очистите контактные поверхности, проверьте единицы измерения и ноль, а также точность показаний по подходящим эталонам. Зафиксируйте, соответствует ли прибор применимым критериям приемки.
3. Подготовьте репрезентативный образец. Не используйте поврежденные при обращении участки, если именно повреждение не является предметом оценки. Подготовьте образец в соответствии с установленным методом и расположите его ровно, не растягивая.
4. Проверьте повторяемость в заданной точке. Для каждого измерения используйте одинаковый цикл контакта, время выдержки и способ размещения. Отметьте любые последовательные изменения показаний и проверьте, не деформирован ли участок.
5. Измерьте заданный набор разных точек. Следуйте плану отбора проб по образцу или полотну. Обозначьте каждую точку, чтобы сравнивать результаты как профиль, а не как взаимозаменяемые значения.
6. Сравните закономерности. Стабильные результаты проверки по эталонам и устойчивые различия между точками могут указывать на возможную неоднородность материала. Нестабильные результаты проверки по эталонам или показания в одной точке свидетельствуют о возможной проблеме измерительной системы или процедуры и требуют дальнейшего расследования.

Сохраняйте связь исходных результатов с результатами последующих измерений. Если первая серия была получена из-за документированной ошибки процедуры, обозначьте это в соответствии с правилами лаборатории по обработке данных; не заменяйте результаты молча. Если исходный метод был применен правильно, более благоприятные результаты последующих измерений сами по себе не делают первоначальный результат недействительным.

Температура, влажность и кондиционирование образца

Изменения окружающей среды могут влиять как на пленку, так и на измерительное оборудование. Некоторые материалы поглощают или отдают влагу, размягчаются при нагревании или меняют размеры по мере достижения равновесия с окружающей средой. Образец, доставленный из других условий, может вести себя не так, как образец, кондиционированный в соответствии с установленными условиями испытаний. Конденсат или влага на поверхности также могут мешать контакту.

Соблюдайте температуру, влажность и продолжительность кондиционирования, указанные в соответствующем методе или спецификации на материал. Если они не заданы, установите и документируйте единую внутреннюю процедуру, подходящую для данного материала, вместо того чтобы считать любые комнатные условия равнозначными. Во время выдержки защищайте образцы от прямого нагрева, сквозняков и лишних прикосновений. Фиксируйте условия, если они важны для испытания или если возникает необъяснимый дрейф показаний.

Прибору также может потребоваться время для стабилизации после перемещения или включения. Соблюдайте указания по прогреву и условиям эксплуатации. Если показания эталона и образца дрейфуют в одном направлении, прежде чем связывать изменение с пленкой, проверьте оборудование и окружающую среду.

Если два прибора показывают разную толщину

Прежде чем сравнивать числа, убедитесь, что оба прибора измеряют одно и то же свойство в сопоставимых условиях. Контактный толщиномер и бесконтактная система могут по-разному реагировать на текстуру, слои, оптические свойства или сжатие. Не следует считать их результаты взаимозаменяемыми только потому, что на обоих дисплеях используется одна и та же единица толщины.

При сравнении двух контактных приборов проверьте контактное усилие, геометрию измерительной пятки, время выдержки, процедуру установки нуля, состояние калибровки и применяемый метод испытаний. Измерьте подходящий эталон на каждом приборе и, если это возможно, проведите измерения в совпадающих точках одного образца. Соблюдайте одинаковую последовательность и условия обращения с образцом. Даже в этом случае расхождение может объясняться различиями методов измерения, а не неисправностью одного из приборов.

Если проверка по эталонам пройдена, но расхождение остается существенным для спецификации, выясните, какой метод предписан спецификацией. Указывайте вместе с результатом прибор и метод, а прежде чем объединять данные разных устройств, проверьте пригодность метода. Не следует автоматически применять к результатам, полученным другим методом измерения, предельное значение, установленное для одной процедуры, без надлежащего сопоставления.

Как определить, какой результат указывать

Доверять следует не обязательно самому высокому, самому низкому или наиболее часто повторяющемуся значению. Надежным является результат, полученный с помощью исправного прибора, на репрезентативном образце и в соответствии с установленной процедурой, с применением всех требуемых правил отбора проб и расчета. Если процедура этого требует, указывайте отдельные измерения или диапазон наряду со средним значением; сохраняйте информацию о местах измерений, если важен профиль толщины.

Если толщиномер не проходит проверку по эталону, зонд не перемещается свободно или ноль продолжает дрейфовать после предусмотренных проверок, прекратите использовать прибор для принятия решений о соответствии, пока проблема не будет устранена. В процедуре качества также следует определить, нужно ли пересмотреть результаты, полученные после последней успешной проверки. Это позволит не принять неисправность прибора за изменение качества пленки.