fischerscope - Fischer Instrumentation Electronique

01
01 10/09
No.
No.
F r a nce
FISCHERSCOPE
®
F I S C H E R N e w s l e t t er
Epaisseur
Analyse Matériaux
Micro Dureté
Contrôle des Matériaux
«editorial»
«en regardant de plus près»
Chères lectrices,
chers lecteurs,
50 ans de COMPETENCE et de
CONNAISSANCE au service
de nos clients
C’est avec plaisir que nous vous présentons
«FISCHERSCOPE», le nouveau magazine de
notre société. Vous y retrouverez toutes les
dernières nouveautés, les tendances et
d’autres informations relatives à la mesure
de l’épaisseur de revêtements, l’analyse
des matériaux et le contrôle des matières
premières. Vous y retrouverez bien sûr
également des informations sur les activités internationales du groupe Fischer.
En ces temps économiques difficiles, les
entreprises doivent se concentrer sur leurs
points forts (qualité des produits, efficacité
des processus de production) afin de
renforcer leur positionnement dans un
contexte de concurrence accrue.
Nous souhaitons vous soutenir dans cet
effort avec nos produits et nos solutions
de grande qualité. Ce numéro passe ainsi
en revue notre dernière génération d’appareils portables de mesure de revêtements. Trois articles sont consacrés aux
dernières innovations dans le domaine
logiciel – domaine en évolution permanente – destinées aux spectromètres à
fluorescence de rayons X.
Nous espérons que les informations présentées dans ce numéro de FISCHERSCOPE
auront su capter votre attention. N’hésitez
pas à nous contacter pour discuter et trouver ensemble une solution à vos besoins
en matière de mesure.
Walter Mittelholzer
Thierry Vannier
CEO
Directeur Général
Helmut Fischer Holding AG
Fischer
Helmut Fischer AG
Instrumentation
Electronique sarl.
Fischer Instrumentation Electronique (France) est
établi à l’ouest de la région Parisienne à Montignyle-Bretonneux, et son autre établissement est
établi en Région Lyonnaise à Chassieu. Fischer est
une Sarl certifiée ISO 9001 et filiale à 100% de la
société Helmut Fischer Holding AG (Suisse).
Notre portefeuille complet de produits pour des
procédés très différents tels que la fluorescence
par rayons X, la rétrodiffusion bêta, les méthodes
par induction magnétique ou par courants de
Foucault ou encore les techniques coulométriques, peut être utilisé pour les applications les plus Thierry Vannier,
diverses. Les appareils de mesure Fischer connais- Directeur Général
sent actuellement un très grand succès partout en
France dans l’industrie électronique, l’énergie, auprès des constructeurs automobiles et aéronautique, des entreprises de galvanisation, mais également dans la
recherche, les laboratoires, etc…
Nous nous sommes engagés à fournir à nos clients des produits de qualité optimale et un service après-vente compétent et sérieux. Fischer participe étroitement
à l’amélioration continue de la qualité de vos produits, ce qui vous permet en retour de renforcer votre position sur vos marchés. Nos conseillers, nos collaborateurs du service après-vente et nos spécialistes des applications sont à votre service, sur l’ensemble du territoire Français.
L’entreprise Helmut Fischer, fondée en 1953 à Stuttgart, est le fournisseur de
référence pour les technologies de mesure d’épaisseur de revêtements, et propose
ses compétences et son expérience à ses clients depuis plus de 50 ans.
Nous serons ravis de vous apporter notre aide pour vos besoins de mesure. Pour en
savoir plus, naviguez sur www.helmut-fischer.com.
Thierry Vannier
A l’occasion de l’inauguration de nos nouveaux locaux, Veuillez réserver le
Jeudi 19 Novembre 2009 pour une Journée Portes Ouvertes chez Fischer,
et découvrir les dernières innovations et produits Fischer !
«dans la pratique»
La Quatrième génération d’appareils portables
FISCHER pour la mesure des épaisseurs de revêtements
Maintenant disponible sur le marché :
La nouvelle famille d’appareils portables
DELTASCOPE® FMP10 et FMP30
ISOSCOPE® FMP10 et FMP30
DUALSCOPE® FMP20 et FMP40
L’une des gammes des produits FISCHER la plus appréciée, la nouvelle série FMP10, FMP20, FMP30 et FMP40, vient d’être lancée sur
le marché mondial au cours des derniers mois. Cette nouvelle série
d’appareils portables propose notamment un tout nouveau design. Ainsi se poursuit la tradition FISCHER des appareils portables
pour la mesure de l’épaisseur des revêtements, qui avait débutée
en 1985 avec une famille d’appareils innovants qui proposait l’intégration de microprocesseurs dans les instruments de mesure de la
famille DELTASCOPE® MP et ISOSCOPE® MP.
Fig.1 : DUALSCOPE® FMP40
avec sonde de mesure FD
10. Design du Boîtier avec
poignées concaves et support d’appareil (orange).
Couvercle coulissant du
boîtier ouvert (à gauche)
et fermé (à droite).
Le tout nouveau design des boîtiers est certainement l’une des
caractéristiques les plus étonnantes des appareils de la série FMP.
En mode mesure, un couvercle coulissant masque les touches non
utilisées. Un grand écran LCD permet d’afficher clairement les menus et les mesures. Voir Fig.1. La conception du boîtier de l’appareil
portable est semblable à celui du DUALSCOPE® FMP 100, la référence du marché des appareils haut de gamme, introduit début
2008 et fonctionnant sous le système d’exploitation Windows CE
(TM)* (*marque déposée par Microsoft), équipé d’un clavier tactile
avec stylet, très agréable à utiliser.
Comme c’était déjà le cas avec les générations antérieures d’appareils portables, les caractéristiques de conception des appareils
d’entrée de gamme FMP10 et FMP20 se distinguent des appareils
aux fonctions plus étendues FMP30 et FMP40. Le tableau 1 indique
ces détails. Volontairement, le principe d’utilisation de la nouvelle
génération FMP n’a pas été modifié par rapport aux modèles précédents de la série MP. L’utilisateur retrouve immédiatement la même
disposition des touches du clavier.
Modèles d’appareils
Avantages du
nouveau matériel
FMP
Appareils d’entrée de
gamme :
DELTASCOPE® FMP10
ISOSCOPE® FMP10
DUALSCOPE® FMP20
50 heures de durée
de fonctionnement
(4 x 1,5 V)
Prise USB
pour le transfert des
données*
Fonctions étendues :
DELTASCOPE® FMP30
ISOSCOPE® FMP30
DUALSCOPE® FMP40
50 heures de durée
de fonctionnement
(4 x 1,5 V)
Prise USB
pour le transfert des
données
et l’imprimante*
Nombre
d’Applications
pouvant être
enregistrées
de 1
Histogramme affiché sur
l’écran.
Domaines d’applications :
Les DELTASCOPE® mesurent les épaisseurs des revêtements métalliques non ferreux (Chrome, Cuivre, Zinc, entre autres) ainsi que les
couches de vernis, de peinture, d’émail ou de plastique sur des bases acier et fer. Les ISOSCOPE® sont utilisés pour mesurer les couches de peinture, de vernis ou de plastique sur des bases de métaux non ferreux ou des bases d’acier inoxydable non magnétique
ou des bases aluminium. Les ISOSCOPE® mesurent également des
revêtements métalliques non ferreux (Cuivre, étain, Zinc, entre
autres) sur base de matériaux isolants. Les DUALSCOPE® réunissent
les possibilités d’application du DELTASCOPE® et de l’ISOSCOPE®
dans un même instrument de mesure (avec reconnaissance automatique du matériau de la base). La combinaison idéale : La famille
d’appareils de mesure FMP et la nouvelle génération de sondes F.
Évaluation, statistique
Mode de mesure
Guidage de l’opérateur amélioré dans
le mode « calibration normalisé ».
Menu en langage clair.*
Enregistrement des mesures
individuelles
Mode libre
Affichage des principales valeurs statistiques :
nombre n ; valeur moyenne ; écart type ; Coefficient
de Variation V ;
Min ; Max, étendue.
jusqu’à 100
(20000 valeurs
de mesure max.
dans 4000
blocs)*
Guidage de l’opérateur amélioré dans le mode «
calibration normalisé ».
Menu en langage clair.*
Affichage des principales valeurs statistiques :
nombre n ; valeur moyenne ; écart type ; Coefficient
de Variation V ;
Min ; Max, étendue. Autres valeurs caractéristiques
spécifiques : Surveillance des écarts
Enregistrement des mesures
individuelles. Mode libre
Valeur moyenne des mesures
individuelles enregistrées
Mode matriciel
Mesure de surface*
Mesure automatique*
Évaluation graphique sur
Écran LCD (histogramme)*
Tableau 1 : Caractéristiques nouvelles ou améliorations* de la famille de d’instruments de mesure de la série FMP
FISCHERSCOPE®
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Dans le cadre du développement des instruments de mesure
portables de la famille FMP, la nouvelle gamme de sondes F, soit à
induction magnétique, soit à courant de Foucault, ainsi que les
sondes qui proposent simultanément ces deux procédés physiques (DUAL ou DUPLEX) a été considérablement remaniée. Il existe
une grande variété de sondes F selon les différentes applications
de mesure. Les sondes sont des produits techniques sophistiqués
conçus pour durer. La sonde F est placée en contact sur l’objet à
mesurer et elle émet le signal de mesure correspondant à l’épaisseur du revêtement. Le choix de la sonde de mesure adaptée au
cas de mesure et la qualité de la sonde sont des éléments déterminants pour obtenir une mesure fiable et exacte de l’épaisseur des
revêtements.
Chaque sonde FISCHER de type F comprend un élément de mesure,
une mémoire EEPROM, un cordon et un connecteur mâle. Les sondes F possèdent un nouveau connecteur à 10 fiches encore plus
résistant. Dans la mémoire EEPROM et pour la première fois avec les
sondes de type F – une nouveauté dans la conception des sondes
– les données de deux courbes de calibration maître sont enregistrées (la calibration « usine » maître et la calibration « client » maître,
en option). La calibration maître réalisée en usine est toujours
disponible et stockée dans la sonde de manière permanente.
L’avantage considérable de la nouvelle technologie des sondes F
est obtenu grâce aux améliorations réalisées dans le domaine de la
calibration maître effectuée en usine (avec banc de calibration
laser, avec des étalons maîtres encore plus précis, et avec des méthodes de compensation mathématique innovantes), la courbe de
calibration maître obtenue est plus proche de la réalité, c’est-à-dire
qu’une telle exactitude des résultats n’a encore jamais été atteinte.
Dans ce cas, l’écart type de la mesure obtenu par la mesure d’un
étalon dont l’épaisseur du revêtement est connue au préalable, est
plus petit que l’incertitude systématique de mesure de l’étalon, Us.
L’incertitude systématique de la mesure Us est une caractéristique
de qualité qui indique dans quelle mesure le signal obtenu de la
sonde par l’intermédiaire de la courbe de calibration maître, enregistrée dans la mémoire EEPROM de la fiche de la sonde F, est bien
convertie en une valeur d’épaisseur effectivement équivalente.
Fig. 2 : DELTASCOPE® FMP30 avec sonde de mesure FGAB 1.3. mesure de
Zn/acier ou peinture/acier (objets lisses) et Cr/acier (cylindre)
Les incertitudes de mesure U sont définies dans la norme DIN 1319
avec
représentant l’incertitude de mesure
on aura
aléatoire.
Par conséquent, cette définition permet de constater que plus le
degré d’exactitude de la courbe de calibration est élevé, plus l’incertitude systématique Us diminue, entraînant ainsi la diminution
de l’incertitude de mesure u. Concrètement, cela signifie que pour
la sonde F, dans la plage inférieure de la courbe maître (épaisseur
inférieure à 5 µm) tout comme dans la plage supérieure (épaisseur
supérieure à 1000 µm), l’incertitude systématique de mesure Us
est significativement plus faible. Ceci est valable en comparant
les sondes standard EGAB de l’ancienne famille E et les nouvelles
sondes FGAB, de type F.
La solution à de nombreux cas de mesure d’épaisseurs de revêtements soit par induction magnétique, soit selon la méthode des
courants de Foucault, dépend du choix de la sonde. Très Souvent,
l’utilisateur peut influencer l’exactitude et la répétabilité des mesures en choisissant la sonde adaptée au cas de mesure. Afin de bien
choisir la sonde adaptée, n’hésitez pas à solliciter les conseils des
technico-commerciaux et des experts FISCHER .
Dr. Winfried Staib
«dans la pratique»
Reconnaissance automatique du matériau
En utilisant « la classe de matériaux » pour l’analyse de l’or
En période de grandes fluctuations des marchés, l’investissement dans les métaux précieux est une option de plus en plus
intéressante, ainsi, l’analyse de la composition et de la pureté
des métaux précieux devient de plus en plus importante.
FISCHERSCOPE® X-Ray XAN 120
10 / 0 9 A cet effet, quatre méthodes différentes sont utilisées :
•Par échantillonnage : Le spécimen à examiner est frotté sur une
ardoise, le frottis est traité à l’acide et la couleur obtenue est comparée à des étalons.
•Coupellation : Le spécimen est enrobé dans du plomb puis fondu. Les éléments de métaux non précieux sont retirés par oxydation.
•Spectrométrie atomique (ICP-OES) : Le spécimen est soumis à
l’évaporation et chauffé à 6000-8000 °C. La lumière émise lors de
ce processus est mesurée ce qui permet de déterminer les différentes compositions et concentrations d’alliage.
FISCHERSCOPE®
Méthode de mesure Temps nécessaire Incertitude de mesure
min. pouvant être atteinte
Échantillonnage
Coupellation
ICP-OES
AFR
Minutes
Heures
Heures
Minutes
10 - 20 ‰
0,3 - 1 ‰
2-3‰
0,5 - 2 ‰
Tab. 1 : Vue d’ensemble des méthodes d’examen des métaux précieux
Désormais, le logiciel WinFTM® propose à partir de la version 6.20,
actuellement 6.21, une solution efficace pour identifier et trier les
matériaux couramment utilisés en joaillerie selon des classes de
matériaux prédéfinis. Dans l’exemple Fig. 2 un objet en or blanc
contenant du Pd (Au, Ag, Cu et Pd) est identifié à partir de son
spectre. L’indice d’identification, le critère qui détermine à quel
Fig. 2 : Fenêtre indiquant la classe de matériaux après une analyse.
L’échantillon mesuré a été clairement identifié comme de l’or blanc 14 carats,
sans nickel, avec palladium, mais sans couche de rhodium (indice
d’identification égal zéro). Toutes les autres classes de matériaux possèdent un
indice supérieur à 5 et sont donc exclues. Le Tableau 2 indique les raisons de la
classification.
•Analyse de fluorescence de rayons X : L’objet à examiner est irradié aux rayons X pour solliciter la fluorescence. Le rayonnement
fluorescent est mesuré et cette mesure permet de déterminer les
concentrations d’alliage et/ou l’épaisseur de la couche d’un revêtement éventuel.
Nom des classes de matériaux
(CM)
Or blanc 14 ct avec Pd
Or blanc 14 ct avec Pd, rhodié
Or 14 ct (jaune, vert ou rose)
Or blanc 14 ct avec Ni et Pd
Or blanc 14 ct avec Ni et Pd, rhodié
Raison de la classification
Or 18 ct avec Cd
Pas de Cd dans l’échantillon, pas de
Pd dans la CM, teneur en or dans la
CM trop élevée
CM correcte
L’échantillon n’est pas rhodié
Pas de Pd défini dans la CM
L’échantillon ne contient pas de Ni
L’échantillon ne contient pas de Ni,
l’échantillon n’est pas rhodié
Tab. 2 : Justification de l’ordre des 6 premières classes de matériaux
d’après la Fig. 2
Avec la méthode par coupellation et le procédé ICP-OES, l’objet
examiné est en partie détruit, et ces méthodes ne peuvent pas être
employées pour les bijoux et la monnaie. Pour ces derniers ou bien
lorsque le temps est limité, l’analyse par fluorescence de rayons X
(AFR) représente la méthode non destructive qui offre le plus de
précision.
Une difficulté lorsqu’on recourt à l’AFR est qu’il faut sélectionner
les paramètres de mesure adaptés à l’objet devant être mesuré, en
particulier par une méthode de mesure avec calibration. Ainsi, un
processus de mesure calibré sur de l’or blanc rhodié 18 carats qui
serait utilisé pour mesurer de l’argent Sterling rhodié ne donnera
pas de très bons résultats. En particulier, si les échantillons sont recouverts d’un revêtement inconnu, il n’est généralement pas possible de trouver le processus de mesure adapté.
point un spectre répond à une classe de matériaux est de zéro
seulement si l’échantillon correspond aux conditions indiquées
dans le tableau. En bas, le processus de mesure qui correspond à
cette classe de matériaux est présenté. Il faut bien faire la distinction stricte entre les différentes classes de matériaux ; la classe de
matériaux «Rh/14ct white gold – Ni-Pd » par ex. diffère de la classe
trouvée, à cause d’une couche de rhodium de 0,1 µm d’épaisseur
et 2% de nickel dans l’alliage. Cependant, l’index d’identification la
rejette catégoriquement. Grâce à la référence aux classes de matériaux, l’analyse des métaux précieux est grandement simplifiée et
on peut éviter les erreurs dues au mauvais choix des paramètres de
mesure.
Dr. Jens Kessler
Fig. 1 : Bijoux et monnaies en
métaux précieux. L’identification
exige d’appliquer une méthode
non destructive. Par l’analyse de
la fluorescence de rayons X sous
vide, la pierre bleue enchâssée
dans la bague en or s’est avérée
être un saphir bleu artificiel.
FISCHERSCOPE®
10 / 0 9
«dans la pratique»
Mesurer facilement le revêtement des contacts électriques
Par le principe de la fluorescence de rayons X FISCHERSCOPE®
Fig. 1 : Eléments de contacts de connecteurs pour différentes applications
En raison de son vaste champ d’application, les procédés techniques des liaisons électriques s’appuient sur de nombreuses
technologies pour garantir les contacts (Fig. 1). Finalement, ces
technologies permettent d’optimiser des paramètres importants
Base material
Coating layer
Sn
SnPb
Sn/Ni
SnPb/Ni
Ag
Au
Au/Ni
Au/PdNi
…
Cu
Sn/Cu
SnPb/Cu
Sn/Ni/Cu
SnPb/Ni/Cu
Ag/Cu
Au/Cu
Au/Ni/Cu
Au/PdNi/Cu
…/Cu
CuSn
CuZn
comme la résistance électrique ou la résistance aux sollicitations
mécaniques, selon les applications. A cet effet, on utilise habituellement des matériaux de base métalliques, recouverts d’une ou
de plusieurs couches de revêtements métalliques pour le contact.
CuFe
FeNi
FeCrNi
Sn/CuSn
Sn/CuZn
Sn/CuFe
Sn/FeNi
Sn/FeCrNi
SnPb/CuSn
SnPb/CuZn
SnPb/CuFe
SnPb/FeNi
SnPb/FeCrNi
Sn/Ni/CuSn
Sn/Ni/CuZn
Sn/Ni/CuFe
Sn/Ni/FeNi
Sn/Ni/FeCrNi
SnPb/Ni/CuSn SnPb/Ni/CuZn SnPb/Ni/CuFe SnPb/Ni/FeNi SnPb/Ni/FeCrNi
Ag/CuSn
Ag/CuZn
Ag/CuFe
Ag/FeNi
Ag/FeCrNi
Au/CuSn
Au/CuZn
Au/CuFe
Au/FeNi
Au/FeCrNi
Au/Ni/CuSn
Au/Ni/CuZn
Au/Ni/CuFe
Au/Ni/FeNi
Au/Ni/FeCrNi
Au/PdNi/CuSn Au/PdNi/CuZn Au/PdNi/CuFe Au/PdNi/FeNi Au/PdNi/FeCrNi
…/CuSn
…/CuZn
…/CuFe
…/FeNi
…/FeCrNi
…
Sn/…
SnPb/…
Sn/Ni/…
SnPb/Ni/…
Ag/…
Au/…
Au/Ni/…
Au/PdNi/...
…/…
The combination of the various coating layers
with the base materials leads to many
measuring tasks which have to be coped
by the measuring system
WinFTM® Version 6: Reduction of the measuring tasks into few groups.
SnPb/Ag/Ni/
CuZnSnFe
IOBC
SnPb/Ag/Ni/
FeCrNi
Au/Ni/
CuZnSnFe
IOBC
Au/Ni/
FeCrNi
Au/PdNi/Ni/
CuZnSnFe
IOBC
Au/PdNi/Ni
FeCrNi
Tab. 1 : Les différentes combinaisons de matériaux couramment employés dans la fabrication des éléments de connectique et les systèmes multicouches peuvent exiger
de très nombreuses prises de mesure. Le logiciel WinFTM® version 6 permet d’en diminuer le nombre. Les systèmes multicouches exposés dans le Tableau ne représentent
qu’un extrait des systèmes rencontrés dans l’industrie.
10 / 0 9 FISCHERSCOPE®
Au/Ni/Base
A) Au (0.054µm)
Ni (1.21µm)
B) Au (0.99µm)
Ni (1.21µm)
Base = CuSn6
X/µm
S/µm
GW = CuZn36
X/µm
S/µm
0.041
1.15
0.92
1.06
0.043
1.15
0.90
1.12
0.005
0.05
0.01
0.05
0.004
0.02
0.01
0.04
Tab. 3 : Comparaison entre différentes couches Sn/Ni sur le matériau de base
Les capacités du logiciel WinFTM® version 6 sont démontrées
au mieux dans les exemples concrets suivants. Dans un premier
temps, examinons le système Au/Ni/Base. Comme matériaux de
base, on utilise différents alliages de Cuivre Cu et aussi du Fer Fe.
Lors de l’évaluation traditionnelle, il fallait indiquer au logiciel de
mesurer le matériau de base pour chaque élément de contact Au/
Ni devant être mesuré. Lorsqu’on prend les mesures avec la méthode IOBC, tous les éléments de contacts peuvent maintenant
CuSn6 et CuZn36. Mesures effectuées indépendamment des normes avec
l’appareil d’analyse et de mesure Fischerscope XDLM®-C4, temps de mesure 10 s
Sn/Ni/Base
et collimateur de 0,3 x 0,05 mm
L’épaisseur de ces couches est une valeur importante pour la caractérisation du contact. Par conséquent, la qualité de la mesure
joue un rôle crucial dans le contrôle et la qualité des processus de
fabrication des contacts électriques.
En particulier, la méthode IOBC (Independent of Base Composition) simplifie grandement le processus de mesure : avec cette
méthode, on peut mesurer correctement l’épaisseur de la couche
indépendamment de la composition du matériau de base. Outre
la simplification, l’exactitude des mesures augmente : le logiciel
prend en compte automatiquement l’éventuelle modification du
matériau de base.
S / µm
GW = CuZn36
X / µm
S / µm
A) Sn (0.47µm)
0.44
0.03
0.45
0.02
-0.02
0.01
0.00
0.02
Ni (-)
B) Sn (0.47µm)
0.48
0.04
0.43
0.02
2.92
0.04
2.85
0.03
2.88
0.043
2.87
0.05
Ni (3.12µm)
C) Sn (3.04µm)
Le Tableau 1 montre plusieurs exemples de matériaux de base
et de revêtements couramment utilisés dans la connectique. Les
combinaisons possibles génèrent un grand nombre de systèmes
de revêtement, avec de nombreuses couches multiples, à mesurer.
Afin de déterminer précisément l’épaisseur des couches par analyse avec fluorescence de rayons X, il faut connaître exactement
la structure des couches et les matériaux utilisés. En général, cela
implique de nombreux essais de mesure. La réalisation de ces mesures et la calibration des mesures demandent beaucoup de temps
et entrainent souvent des structures complexes et des erreurs. Le
logiciel WinFTM® version 6 permet de réduire nettement le nombre de prises de mesure nécessaires.
Base = CuSn6
X / µm
-0.10
0.035
-0.07
0.04
D)Sn (3.04µm)
Ni (-)
2.91
0.04
2.79
0.02
2.65
0.06
2.71
0.06
Ni (3.12µm)
Tab. 2 : Résultats de mesure du système de couches Au/Ni/CuSn6 et Au/Ni/
CuZn36 obtenus indépendamment des normes avec l’appareil d’analyse et
de mesure Fischerscope XDLM®-C4, temps de mesure 10 s et collimateur de
0,3 x 0,05 mm
être mesurés en un seul passage. La comparaison d’un système de
couches présentée dans le Tableau 2 (feuilles dont l’épaisseur est
connue) sur du CuSn6 et CuZn36 montre que le matériau de base
n’a pratiquement plus d’influence sur l’épaisseur de la couche. De
plus, les résultats obtenus indépendamment des normes sont déjà
très satisfaisants en ce qui concerne la précision exacte et la répétabilité des couches Au et Ni.
La méthode IOBC comporte des restrictions pour les couches
contenant des éléments qui sont aussi présents dans le matériau
de base, par exemple, une structure Cu/CuZn. Dans ce cas, il faut
indiquer et utiliser un matériau de base. Les couches Sn constituent
une exception importante à cette règle : Étant donné que l’élément
Sn possède deux composants mesurables éloignés l’un de l’autre
dans le spectre de fluorescence de rayons X (lignes Sn-K- et Sn-L),
pour le revêtement, aussi bien les lignes Sn-K- que les lignes Sn-L
entrent dans le spectre, alors que pour le matériau de base, seules
les lignes Sn-K avec leur énergie élevée contribuent au spectre. La
méthode IOBC permet donc de mesurer l’épaisseur des couches Sn
sur un matériau de base Sn. Le Tableau 3 montre la comparaison
entre les différentes couches Sn sur CuSn6 et CuZn36. Là encore,
l’influence du matériau de base sur l’épaisseur de la couche Sn
mesurée est négligeable.
Conclusion
Le logiciel WinFTM® version 6 permet de diminuer nettement le
grand nombre de mesures différentes nécessaires en raison des
nombreuses couches et matériaux de base utilisés dans la fabrication des éléments de connectique. Les moyens mis en œuvre par
l’utilisateur sont considérablement diminués et le risque d’erreurs
est réduit.
Dr. Bernhard Nensel
FISCHERSCOPE® XDAL 237
FISCHERSCOPE®
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«en observant de plus près»
Eviter les influences – éviter les erreur
Les instruments de mesure de revêtements modernes utilisant
comme procédé de mesure soit l’induction magnétique (DIN EN
ISO 2178) soit la méthode des courants de Foucault (mesure de
l’amplitude) (DIN EN ISO 2360), doit être rapide et simple, pour
tous les utilisateurs. Ce qui signifie :
Appliquer la sonde de mesure – lire la valeur – Fini !
Cependant, la nature n’a pourtant pas rendu la tâche tout aussi facile aux utilisateurs de ces appareils. Car les deux procédés cités
sont des méthodes de mesure comparatives. Cela signifie que le
signal de mesure crée par l’objet à mesurer est comparé avec le
signal mesuré sur des étalons par l’intermédiaire de la courbe de
calibration maître stockée dans l’appareil. De ce fait, des erreurs
de mesure peuvent apparaitre si les phénomènes physiques basiques pouvant influencer la mesure, n’étaient par considérés par
l’utilisateur.
Les influences les plus couramment rencontrées dans la pratique
proviennent de la forme et la taille des objets à mesurer (géométrie) comme par ex. la courbure de la surface (Photo 1). Ainsi, dans
le cas d’un diamètre extérieur (surface convexe), le cheminement
du champ de mesure de la sonde, qui passe dans l’air avant que le
champ de mesure ne pénètre dans l’objet, est plus long que dans
le cas d’un objet plat, et inversement, plus court, dans le cas de
mesure d’un diamètre intérieur (surface concave).
Les conséquences ?
Si par exemple, un appareil de mesure de revêtements est calibré
sur un objet plat, il indiquera systématiquement des valeurs trop
élevées pour la mesure sur un diamètre externe, et inversement
Photo 1 : Facteur d’influence
courbure, courbure convexe
et concave de l’objet
Si la calibration est faite sur un tel objet, et que la mesure est prise
sur une pièce dont l’épaisseur est plus petite que l’épaisseur de
saturation, une partie du champ de mesure sort de la pièce par le
côté opposé à la sonde et la valeur mesurée est systématiquement
plus élevée.
Photo 3 : Facteur d’influence
rugosité du matériau de base
Photo 4 : Facteur d’influence
taille de la surface à mesurer
et distance du bord
En revanche, si la calibration est effectuée sur cette pièce mince
et qu’on mesure ensuite un objet plus gros, les valeurs mesurées
seront systématiquement trop faibles. Là encore, l’utilisateur peut
éviter ces erreurs de mesure en effectuant la calibration sur l’épaisseur du matériau de base, sur laquelle les mesures seront prises
plus tard.
Les autres influences géométriques sont : la rugosité du matériau
de base (Photo 3), la taille de la surface à mesurer et la distance de
la sonde par rapport aux bords (Photo 4).
de mesure
trop faibles sur un diamètre intérieur. L’utilisateur pourra éviter
cette erreur de mesure en calibrant son appareil sur une courbure
sur laquelle il souhaite mesurer l’épaisseur de la couche ultérieurement (Photo 1).
Une autre influence due à la géométrie de l’objet est l’épaisseur
du matériau de base, par exemple, une épaisseur de tôle (Photo
2). Certains objets sont saturés pour la mesure d’épaisseur (ceci
dépend de la sonde utilisée, des propriétés magnétiques et de
Photo 2 : Facteur d’influence
épaisseur du matériau
On peut réduire l’impact des influences décrites ici en choisissant
une sonde de mesure Fischer adaptée. Pour compenser ces influences, il faut calibrer un appareil de mesure de revêtements à
induction magnétique ou à courant de Foucault selon la « règle
d’or » suivante :
La calibration doit toujours être effectuée sur la surface d’une pièce sans revêtement, sur laquelle on veut mesurer l’épaisseur de la
couche avec le revêtement.
Dans certains cas, on pourra faire exception à cette règle, mais il
faut bien prévoir ces situations et faire des essais de mesure pour
être sûr des résultats.
Comme exception, on citera les sondes brevetées Fischer à courant
de Foucault ETD3.3 et FTD3.3 qui possèdent une compensation de
courbure.
de base
Si elles sont calibrées sur un objet plat, non magnétique, on pourra
mesurer l’épaisseur sans être influencé par la courbure jusqu’à un
diamètre externe minimum de 4 mm, pratiquement sans erreur.
Dipl.-Phys. Ulrich Sauermann
la conductivité électrique du matériau de base) si le champ de
mesure de la sonde parcourt l’objet dans son intégralité sans
atteindre la surface opposée.
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«actuel»
Nouveaux laboratoires d’applications
chez Helmut Fischer AG
Type de prestations proposées par les laboratoires
d’application
•Résolution des problèmes de mesure complexes,
•Assistance spécialisée dans les grands projets,
•Formation,
•Assistance technique spécialisée pour les ingénieurs
commerciaux,
•Recherche de nouveaux domaines d’application.
Les laboratoires d’application Helmut Fischer sont à votre
disposition !
Dr. Daniel Sutter, Fischer Suisse
Pour améliorer la mise à disposition des compétences Fischer pour
ses clients, et afin d’être encore plus au contact des besoins du
marché, la société Helmut Fischer AG a le plaisir de vous annoncer l’ouverture de deux laboratoires d’applications situés, l’un à
Hünenberg (Suisse) et l’autre à Shanghai (Chine).
Sous la direction de notre expert en matériaux, Dr. Daniel Sutter,
nos laboratoires sont équipés des appareils de mesure Fischer les
plus modernes, afin de mesurer l’épaisseur des revêtements, de
réaliser l’analyse des matériaux et de les contrôler. Nous sommes
en mesure de répondre à (presque) toutes les demandes et tous
les cas de mesure.
Malgré la crise, Helmut Fischer AG investit afin de développer de
nouveaux services pour les clients de la zone Europe et Asie avec la
création de deux nouveaux laboratoires d’applications, l’un situé à
Hünenberg (Suisse) et l’autre à Shanghai (Chine).
Ils permettent à nos clients d’y réaliser des mesures de revêtements, l’analyse des matériaux et le contrôle ainsi que la formation
à l’utilisation d’appareils de mesure portables, pour l’industrie et
pour les laboratoires, et d’appareils de mesure de revêtements et
d’analyse matériaux à fluorescence de rayons X.
•Evaluation des applications,
•Développement,
•Formation.
L’assurance du savoir-faire Fischer
Grâce à nos laboratoires d’applications, Fischer propose un service
d’excellence pour répondre aux demandes de mesure complexes
qui nous sont adressées partout dans le monde. De plus, la réalisation du service de mesure dans notre laboratoire, nous permet de
développer et de formaliser notre expérience des innombrables
applications provenant des différents secteurs de l’industrie et de
connaitre les derniers procédés, dès le stade de la recherche.
Centres spécialisés au sein du groupe Fischer
Ils constituent un pôle d’expertise à la disposition de tous les ingénieurs commerciaux des filiales Fischer dans le monde entier, qui
proposent alors la meilleure solution aux problèmes de mesure
des clients.
Interface entre les clients
et la R&D Fischer
Les laboratoires d’applications
constituent une interface entre
les besoins des clients d’une
part, et les nouvelles exigences
du marché, d’autre part. Ces
informations sont formalisées
et transmises par nos laboratoires vers le centre de recherche et développement situé à
Sindelfingen (Allemagne). Cela
permet de développer des appareils de mesure qui correspondent en permanence aux besoins
des clients.
Jie Yang, Fischer Shanghai
Fischer Instrumentation Electronique Sarl
7 rue Michael Faraday F 78180 Montigny-le-Bretonneux
Tel : +33 (0)1 30 58 00 58 Fax: +33 (0)1 30 58 89 50
[email protected]
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