زبری سنج دستگاه دیجیتال و پرتابلی است برای سنجش میزان زبری یا صافی سطح نمونه. زبری سنج ها جهت بازرسی ،سنجش سطوح و اندازه گیری دقیق زبری مناسب می باشند. از آنجایی که نرخ فرسودگی سطوح ناهموار از سطوح صاف، همواره بیشتر است در نتیجه پیدا کردن سطح مناسب برای هدف معلوم، کاربری و الزامی است.
زبری سطح (به انگلیسی: Surface roughness) که گاهی زبری نیز گفته میشود، یکی از مولفههای بافت سطح است. زبری سطح به صورت انحرافات یک سطح حقیقی در جهت بردار نرمال، از مقدار ایده ال آن تعریف میشود. اگر مقدار این انحرافات زیاد باشد، سطح زبر است و اگر مقدار این انحرافات کوچک باشد، سطح صاف است. در مترولوژی سطح، زبری، مولفه طول موج-کوتاه و فرکانس-بالای یک سطح اندازه گرفته شده میباشد.
زبری یکی از مولفههای مهم در تعیین نحوه واکنش اجسام واقعی با محیط اطراف است. در تریبولوژی، سطوح زبر، زودتر ساییده میشوند و ضریب اصطکاک بیشتری نسبت به سطوح صاف دارند. زبری یک از مولفههای مهم در تعیین عمر قطعات مکانیکی است، چرا که ناهمواریهای سطح معمولاً محل ایجاد و شروع ترک و شکست قطعه هستند. زبری میتواند باعث بهبود قدرت چسبندگی دو سطح به یکدیگر یا به جزئی دیگر شود.
کاهش زبری سطح در تولید یک قطعه معمولاً باعث افزایش قیمت تولید میشود و معمولاً برای تعیین میزان آن، بین زبری سطح و تأثیر آن بر عملکرد قطعه مصالحه ای انجام میشود. زبری را میتوان به صورت دستی و با مقایسه سطح مورد بررسی با یک سطح که زبری آن معین است، تعیین کرد اما اینکار دقت خوبی ندارد و برای کاربردهای معمول و با دقت بالاتر از دستگاهی به نام پروفایلومتر استفاده میگردد. پروفایلومترها میتوانند از نوع تماسی (معمولاً دارای سوزنی الماسی) یا از نوع نوری (برای مثال یک تداخلسنج نور سفید یا میکروسکوپ اسکن لیزر کانفوکال) باشند.
مولفههای زبری سطح پروفیل در استاندارد بریتانیایی BS EN ISO 4287:2000 شرح داده شدهاست که با استاندارد ISO 4287:1997 معادل است. این استانداردها بر اساس “سیستم M” یا “خط متوسط” بیان میشوند.
پارامترهای زبری سطح خطی مختلفی موجود هستند اما کاربردیترین و معروفترین آنها Ra میباشد. از دیگر پارامترهای معروف میتوان به Rz و Rq و Rsk اشاره کرد.
از جمله پارامترهای مهم در پروفیل سطح می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- عرض موج: فاصله افقی بین دو قله یا دو دره متوالی موج
- ارتفاع موج: فاصله عمودی بین قله و دره یک موج
- عرض زبری: فاصله افقی بین دو قله یا دو دره متوالی زبری
- ارتفاع زبری: انحراف از حالت هموار و برحسب میکرون
یکی از تجهیزات معمول برای اندازه گیری زبری، زبری سنج یا Roughness tester می باشد که جهت اندازه گیری زبری سطح از روش تماسی استفاده می کنند. در این دستگاه ها یک هد نظیر سوزن های گرامافون (stylus) بر روی سطح حرکت کرده با توجه به تعدد نوسانات و حداکثر جابجائی می تواند زبری سطح را مشخص کند.
یکی از پارامترهای مهم جهت تنظیم در دستگاه های زبری سنج پارامتر cut-off یا طول نمونه برداری است. به منظور یافتن زبری باید موج ها از پروفیل اندازه گرفته شده حذف شوند. بدین منظور باید تا یک حد برای طول موج مشخص گردد که به آن Cutoff گفته می شود.
جهت تنظیم این پارامتر باید موارد ذیل در نظر گرفته شوند:
-
Cutoff بر حسب mm یا in داده می شود.
-
Cutoff باید به اندازه کافی کوچک باشد تا موج را حذف کند.
-
Cutoff باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا بافت کافی از سطح را پوشش داده و نتایج معناداری بدهد.
- معموالاً پنج Cutoff برای سنجش زبری اندازه گرفته می شود.