Kiến thức Mecmesin

Nguyên lý và công nghệ

Cảm biến lực (loadcell) và đồng hồ đo lực

Hầu hết thiết bị đo lực hiện đại của Mecmesin dựa trên loadcell dùng cảm biến biến dạng (strain gauge): lực tác dụng làm phần tử đàn hồi biến dạng cực nhỏ, các strain gauge dán trên đó thay đổi điện trở và mạch cầu Wheatstone chuyển thành tín hiệu điện tỷ lệ với lực. Đồng hồ đo lực số lấy mẫu tín hiệu với tốc độ cao để bắt chính xác giá trị đỉnh khi mẫu đứt hoặc gãy đột ngột. Dòng đồng hồ gồm CFG+ (cơ bản, giữ đỉnh), BFG (hiển thị trực tiếp và giữ đỉnh), AFG (chính xác ±0,1% toàn thang, 2,5–2500 N) và VFG (màn hình cảm ứng chạy Vector OS). Đồng hồ cơ dùng lò xo và kim chỉ, không cần pin, có thể dùng trong môi trường nguy hiểm.

Giá thử có động cơ và máy thử vạn năng

Khi gắn đồng hồ hoặc loadcell lên giá thử có động cơ, tốc độ, vị trí và quá trình tác dụng lực được điều khiển ổn định, loại bỏ sai số do thao tác tay và giảm chấn thương lặp lại cho người vận hành. MultiTest-dV có các model 0,5, 1 và 2,5 kN cho QC thường quy. Máy thử vạn năng OmniTest (0,5–50 kN) có thêm điều khiển vòng kín theo tải hoặc theo biến dạng, đo dịch chuyển xà ngang và có thể lắp extensometer để xác định mô-đun đàn hồi, giới hạn chảy, độ bền kéo và độ giãn dài.

Các đại lượng thường tính từ đường cong lực – dịch chuyển gồm: lực đỉnh, lực tại điểm đứt, mô-đun Young (tiếp tuyến, cát tuyến, dây cung), giới hạn chảy, năng lượng (diện tích dưới đường cong) và lực trung bình trong một đoạn (dùng cho thử bóc tách).

Đo mô-men xoắn

Cảm biến mô-men đo ứng suất xoắn trên trục khi mẫu được vặn. Với nắp chai, cần phân biệt:

• Mô-men đóng (application torque): lực siết khi đóng nắp, ảnh hưởng độ kín, rò rỉ và hư hỏng ren.
• Mô-men mở (removal torque): lực cần để mở nắp, phải đủ chặt khi vận chuyển nhưng người dùng vẫn mở được.
• Mô-men gãy cầu (bridge torque): lực làm đứt vòng chống trộm trên nắp tamper-evident.
• Mô-men trượt (slip torque): điểm nắp quay trơn mà không mở, quan trọng với nắp an toàn trẻ em.

Máy cầm tay như Tornado ghi được cả mô-men cầu ban đầu và mô-men đỉnh; hệ thống HelixaPro (1 mN.m – 6 N.m) và VortexPro (đến 10 N.m) dùng động cơ quay chính xác đến góc đặt, phù hợp phép đo tuân thủ các phương pháp ASTM D2063 về giữ mô-men nắp ren liên tục. Máy TTT-300 (2–50 N.m) dùng để kiểm tra cờ lê lực và tua vít lực theo ISO 6789.

Thử bóc tách (peel)

Thử bóc tách đo lực cần để tách hai lớp vật liệu dán, ở góc xác định: 90° (lớp mềm khỏi nền cứng), 180° (lớp mềm gập ngược lên chính nó) hoặc T-peel (hai lớp mềm kéo ngược chiều). Kết quả thường báo theo N/25 mm hoặc N/inch, dùng lực trung bình trên đoạn bóc ổn định.

Cách chọn thiết bị phù hợp

• Dải lực: chọn loadcell sao cho lực đo nằm trong khoảng 10–90% thang để đạt độ chính xác tốt; quá nhỏ làm tăng sai số tương đối, quá sát thang dễ quá tải.
• Tần suất và mức độ lặp lại: kiểm tra nhanh tại dây chuyền có thể dùng đồng hồ cầm tay; QC cần số liệu so sánh giữa ca, giữa nhà máy nên dùng giá thử có động cơ; R&D và thử theo tiêu chuẩn vật liệu nên dùng máy vạn năng với phần mềm.
• Tiêu chuẩn áp dụng: xác định trước tiêu chuẩn ASTM, ISO, EN hoặc quy trình nội bộ để chọn tốc độ thử, đồ gá và cách tính kết quả.
• Đồ gá và ngàm kẹp: thường quyết định chất lượng kết quả hơn cả máy; mẫu trượt hoặc đứt tại ngàm sẽ làm sai lệch số liệu.
• Kích thước mẫu: kiểm tra hành trình và khoảng hở giữa hai cột (máy hai cột) hoặc độ vươn (máy một cột).
• Dữ liệu và truy xuất: nếu cần lưu hồ sơ, báo cáo tự động, chọn hệ chạy VectorPro.

Vận hành và bảo trì

• Hiệu chuẩn định kỳ: cảm biến lực và mô-men cần được kiểm định và điều chỉnh định kỳ (thường hằng năm). Mecmesin có hợp đồng hiệu chuẩn 3 năm với chứng chỉ truy xuất chuẩn quốc gia Anh; chỉ kỹ thuật viên được Mecmesin chấp thuận mới điều chỉnh lại được thiết bị khi lệch.
• Tránh quá tải: không vượt quá tải định mức của loadcell; va đập khi mẫu đứt đột ngột có thể làm hỏng cảm biến.
• Căn thẳng hàng: ngàm kẹp và tấm nén phải đồng trục để lực tác dụng đúng phương, tránh mô-men uốn phụ.
• Mô phỏng điều kiện thực: với thử nắp, nên ổn định mẫu ở nhiệt độ và độ ẩm phù hợp vì vật liệu nắp có thể giãn ứng suất theo thời gian.
• Vệ sinh: giữ sạch ren trục, mặt ngàm và màn hình; kiểm tra cáp kết nối cảm biến.