Medidor de espesores: cómo funcionan y principales tipos

Qué es un medidor de espesores

Un medidor de espesores es un dispositivo utilizado para determinar el espesor de materiales como metal, vidrio y plásticos homogéneos. 

 

Cómo funciona un medidor de espesores

El funcionamiento de un medidor de espesores se da mediante ultrasonidos que ayudan a mejorar la precisión a la hora de la interpretación de datos. Es importante mencionar que dependiendo del material variará la velocidad del sonido. 

 

Generalmente, el medidor de espesores viene preajustado de fábrica con 5 velocidades de sonido distintas. Esto teniendo en cuenta los diferentes materiales en los que pudiera utilizarse. 

 

La descripción física más general de un medidor de espesores consiste en una máquina pequeña. Esta contiene una pantalla, teclas de calibración, selección de material, de desplazamiento y de velocidad. Además, de un trasnductor de ultrasonido que posee un cabezal de medición, ubicado dentro de un anillo elástico. Este anillo tiene cortes de sección circulares que permiten medir sobre superficies rectas, planas o circulares. 

 

Las pantallas son generalmente de cristal líquido, y las lecturas que ofrecen son de 3 a 4 dígitos. Los medidores de espesores más sencillos sólo aportan la lectura del espesor. Sin embargo, hay otros más sofisticados que además representan en tiempo real las ondas ultrasónicas.

 

La utilización del medidor de espesores se considera una prueba no destructiva que ayuda a determinar con mayor eficacia el espesor de distintos materiales. 

 

El funcionamiento de un medidor de espesores está basado en la determinación del denominado “tiempo de vuelo”. Este concepto se refiere al tiempo que hace el pulso de sonido generado en atravesar la pieza y regresar al dispositivo. 

El transductor del medidor tiene un elemento piezoeléctrico que reacciona al impulso eléctrico y genera ondas ultrasónicas. Las ondas ultrasónicas se acoplan dentro del material inspeccionado, y lo atraviesan hasta encontrarse con un límite. Es entonces cuando las ondas ultrasónicas vuelven al transductor, y éste convierte la energía acústica en eléctrica. 

 

El tiempo de vuelo suele durar unas cuantas millonésimas de segundo. El medidor de espesores se programará de acuerdo a la velocidad en la que viaje el sonido en el material. 

Así, mediante la siguiente relación matemática se calculará el espesor:

T= (V) x (t/2)

T: Espesor de pieza

V: Velocidad de propagación del sonido

t: Tiempo de vuelo

En cuanto a la calibración, es común que los medidores de espesores ya vengan calibrados de fábrica. Sin embargo, de acuerdo con las especificaciones del material con el que nos encontremos podremos hacer nuestros propios ajustes. 

Tipos de medidor de espesores

En términos generales existen los siguientes tipos de medidores de espesores:

  • Medidor de espesor de pintura
  • Medidor de espesor por ultrasonido
  • Medidor de espesor de capas por inducción magnética
  • Medidor de espesor de corrientes de Eddy

De manera más específica, existen dos grandes grupos de medidores de espesores: 

 

Medidores de corrosión

Son aquellos que determinan el espesor de la pared de cañerías, tanques y recipientes de presión. Estos materiales generalmente están expuestos a corrosión interna, por lo que los medidores de espesor especializados en corrosión tienen transductores de elemento doble especiales. 

 

Medidores de precisión

Éstos utilizan diversos transductores de un solo elemento. Además, se caracterizan por ser muy versátiles. Comúnmente se utilizan en materiales como metales lisos, plásticos, vidrio, caucho y cerámica.  

 

Además de estos tipos de medidor de espesores, tenemos variaciones y especificaciones técnicas en cuanto a sus transductores. Éstos se clasifican en dos grupos: de contacto, y de inmersión. 

Los transductores de contacto se dividen en:

  • Transductores de contacto directo

Como su nombre lo indica, entran en contacto directo con la pieza. Generalmente utilizados en materiales planos. Se caracterizan porque sus mediciones son más simples de interpretar. 

Pueden ser:

  1. Un solo elemento: Utilizados en la mayoría de los metales y no metales que presentan paralelismo uniforme en sus caras frontal y posterior. 
  2. Elemento doble o dual: Estos transductores tienen elementos de transmisión y recepción separados, que se encuentran montados en una línea de retardo en ángulo pequeño. Así enfocan la energía a una distancia que se selecciona debajo de la superficie de la pieza. 
  3. Con línea de retardo: La línea de retardo es un cilindro de plástico, epoxi o sílice, este se ubica entre el elemento sensible del transductor y la pieza. Se utilizan en mediciones de materiales delgados, donde se requiere separar la recuperación del pulso de excitación de los ecos de fondo. La líneas de retardo también protegen al transductor de las superficies calientes.  

 

  • Transductores de inmersión

 

Este tipo de transductores no hacen contacto con la pieza. Por el contrario, tanto el transductor como la pieza se encuentran inmersos en un fluido dentro de un tanque de inspección. Los medidores de espesor que tienen este tipo de transductor son parte de un sistema de escaneo automático. 

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