Портативные твердомеры – серия приборов, предназначенная для оперативных измерений параметров твердости образцов по различным методам и шкалам. Сегодня мы постараемся кратко рассказать об основных видах твердомеров, их принципах работы, особенностях, а также о достоинствах и недостатках каждого метода.

В зависимости от структуры и свойств материала, а также конструкции и габаритов контролируемой заготовки, используются портативные и стационарные твердомеры (дюрометры) различного принципа действия и конструкции. Приборы отличаются друг от друга методами измерений: Ультразвуковой (контактно-импедансный), Динамический (отскок индентора) и Механический.

При контактно-импедансном (ультразвуковом) методе контроля твёрдость определяется по изменению частоты колебаний индентора датчика, при его внедрении в контролируемую поверхность. Говоря научным языком, скорость распределения звуковых колебаний, генерируемых ультразвуковыми преобразователями (датчиками), прямо пропорциональна твердости исследуемого материала. Прибор излучает звуковые волны, а затем регистрирует время их прохождения через исследуемый образец и преобразовывает полученные данные в значение твёрдости.

Динамический метод контроля основан на использовании так называемого метода Либа (Лейба): твёрдость материала (значение HL) напрямую связана с изменением скорости отскока бойка (индентора) от поверхности объекта. По величине скорости можно судить о значении твёрдости. Величина значения твердости является частным величины скорости отскока ударника к величине скорости удара, умноженным на 1000. В более твердых материалах возникает большая скорость отскока, чем в тех, у которых твердость меньше. Применительно к определенной группе материалов (например, сталь, алюминий и др.), значение HL совпадает со значением твердости, поэтому оно непосредственно и используется.

Эти два способа измерений чаще всего используются в работе портативных приборов. Механический же метод основан на вдавливании специального индентора из твердосплавного материала в испытуемый образец и последующем измерении глубины получившегося отпечатка. Такой метод используется в работе стационарных твердомеров.

Сама же твердость определяется по различным шкалам, основные из которых - это шкалы Роквелла, Бринелля, Виккерса и Шора. Выбор шкалы зависит от твёрдости материала:

• Твёрдость относительно мягких изделий, в том числе резины и пластиков, измеряют по шкале Шора или Бринелля;
• Для изделий средней твердости используют шкалу Роквелла;
• Для изделий повышенной твердости — шкалу Виккерса.

Портативные твердомеры, как отдельный класс измерительных приборов, очень широко применяются в самых различных отраслях промышленности, производства, а также в учебных заведениях различного уровня в качестве наглядного пособия при подготовке специалистов. Это обусловлено несколькими факторами:

• Универсальность – большинство портативных твердомеров позволяют измерять твердость отдельного образца сразу по всем основным шкалам. Прибор автоматически пересчитывает значения твердости из одной шкалы (например, Бринелля) в другую (например, Виккерса или Роквелла).
• Простота в использовании – работать с современными портативными твердомерами могут специалисты с различным уровнем подготовки. Даже человек, ни разу не работавший с прибором, может с высокой степенью точности определить твердость того или иного образца: многие портативные твердомеры выводят экранные подсказки на каждом этапе работы.
• Высокая точность и достоверность результатов – современные портативные твердомеры разрабатываются и производятся с учетом передовых научных достижений, благодаря чему удается достичь высокой степени повторяемости, точности и достоверности показаний.
• Малые габаритные размеры и вес – при использовании твердомеров очень часто важную роль играет именно их «портативность» - возможность производить измерения в условиях ограниченного пространства; в цеховых и полевых условиях, где нет возможности для использования стационарных приборов; а также при выборочном контроле готовой продукции. Большинство приборов данной категории легко умещаются в одной руке и имеют небольшой вес. Стоит, также, отметить, что многие портативные твердомеры имеют высокий класс защиты корпуса от воздействия неблагоприятных внешних факторов – влаги, пыли, грязи и т. п.

Для получения точных результатов при использовании портативных твердомеров очень важна подготовка поверхности контролируемого образца. Каждый производитель подробно описывает действия, которые необходимо произвести перед контролем, однако есть и общие для всех: обязательная зачистка поверхности; шероховатость, не выходящая за установленные пределы; расположение датчика прибора на определенном расстоянии от края детали; притирка малогабаритных деталей и изделий перед проведением контроля и так далее. Эти несложные действия позволят исключить основные ошибки, которые могут возникнуть в процессе измерения и повлиять на конечные показания.