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1、,表面检测磁粉、渗透与涡流,第一单元 目视检测,模块一 目视检测的光学基础 模块二 目视检测的设备与器材 模块三 目视检测技术 模块四 典型工件的目视检测 模块五 目视检测的工艺文件及编制,表面检测磁粉、渗透与涡流,模块一 目视检测的光学基础,主要内容,一、光学中的基本物理量 二、学的传播特性 三、视力,一、光学中的基本物理量,一、光学中的基本物理量 1光通量 ：按照产生明亮程度来估计辐射通量的物理量称为光通量，其国际单位是流明（lm）。 2发光强度：光源发出的光通量d与d的比值称为点光源的发光强度。,表面检测磁粉、渗透与涡流,一、光学中的基本物理量,3照度：物体单位面积上所得到的光通量称为物
2、体表面上的光照度，简称照度。 4亮度 ：亮度是光源单位面积上的发光强度。,表面检测磁粉、渗透与涡流,二、光的传播特性,1.光的反射与折射 (1)光的反射:当光线倾斜入射到两种介质界面时,一部分在原来的介质里改变传播方向,称为光的反射。 (2)光的折射:当光线倾斜入射到 两种介质界面时,一部分进入另 一种介质, 从界面开始改变传播 方向,称为光的折射. (3)入射角:入射光线与分界面的法 线 之间的夹角. (4)反射角:反射光线与法线之间的夹角. (5)折射角:折射光线和法线之间的夹角.,表面检测磁粉、渗透与涡流,二、光的传播特性,2.漫反射与正反射 （1）漫反射：如果物体的表面粗糙，各点的法线
3、不平行，即使入射光线是平行的，反射时并不能沿单一方向，这种现象叫做漫反射。 （2）正反射：如果平行的光线照射到光滑物体表面，反射后仍然是平行光线，叫做单向反射或正反射,表面检测磁粉、渗透与涡流,二、光的传播特性,3.光反射定律的应用,表面检测磁粉、渗透与涡流,二、光的传播特性,4.光的吸收与散射 （1）光的吸收：当光在介质中传播时，光的强度会随着传播距离的增加而减少，这种现象称介质对光的吸收。 光的吸收可用吸收系数表示： 吸收系数是指光线经单位长度后所导致的光强减少的百分比。 （2）光的散射：介质的不均匀性将导致光的定向放射光强散射到其他方向，从而造成定向光强随传播过程而减小，这种现象称为光的
4、散射。,表面检测磁粉、渗透与涡流,三、视力,1.人眼看清物体的条件 （1）视场 ：眼睛固定注视一点或借助光学仪器注视一点时所能看到的空间范围，称为视场。只有落在眼睛的视网膜上的物体的像，人的眼睛才能看清。 （2）照度 ：看清物体应具有一定的照度。 （3）视角 ：在良好的照度条件下，人眼能分辨的最小视角为1,表面检测磁粉、渗透与涡流,三、视力,2.目视检测人员的视力检查 （1）近视力：近视力检查距离为2.5m，视力表与被检眼视线垂直，1.0行视标与被检眼等高。 （2）远视力：远视力检查距离为5m，视力表与被检眼视线垂直，1.0行视标与被检眼等高。 （3）色盲：通常色盲是不能辨别某些颜色或全部颜色
5、，色弱则是指辨别颜色能力降低。 色盲通常包括：全色盲、红绿色盲、蓝黄色盲。,表面检测磁粉、渗透与涡流,模块二 目视检测的设备与器材,主要内容 一、目视检测光源 二、反光镜、放大镜、显微镜和望远镜 三、工业内窥镜 四、图像记录设备 五、目视检测的测量工具,表面检测磁粉、渗透与涡流,一、目视检测光源,1、光源的种类 （1）自然光源：日光是最重要的自然光源。 （2）人工光源 1）温度辐射光源：温度辐射光源是利用物体温度升高而发光的光源。如钨丝白炽灯及卤钨灯。 2）气体放电光源：使电流通过气体（包括某些金属蒸气）而发光的光源称为气体放电光源。如钠灯、汞灯、氙灯等。 3）半导体灯 半导体灯又称P-N发光
6、灯或发光二极管。 4）激光光源,表面检测磁粉、渗透与涡流,一、目视检测光源,2、光源的选择 （1）光谱能量分布特性：如果为了使彩色还原良好应采用光色丰富的日光、强光白炽灯、氙灯等光源。 （2）灯泡寿命：应综合考虑各种条件，以选择寿命长一些的为宜。 （3）使用条件及经济性 ： 要检测大面积区域时应采用照度均匀、照射面积大的白炽灯为宜；检测试件某部位，对细小缺陷进行仔细观察时应采用具有聚光作用的灯为好。,表面检测磁粉、渗透与涡流,二、反光镜、放大镜、显微镜和望远镜,1、反光镜：包括平面反光镜、凹面反光镜和凸反光镜。 2、放大镜 ：放大镜是将物体经过透镜放大后进行观察的一种光学仪器 。通过放大镜看到
7、的物体尺寸与将该物体放在250mm处只用肉眼所看到的尺寸之比称为放大率或称为放大倍数。 3、显微镜 ：显微镜是两个相隔一定距离的光学放大系统物镜和目镜用镜筒连接起来的组合体。 4、望远镜 ：望远镜是一种用于观察远距离物体的目视光学仪器。望远镜放大率为10倍时，物体到我们的距离就象缩短到原距离的1/10。,表面检测磁粉、渗透与涡流,三、工业内窥镜,内窥镜的分类: 根据使用领域不同分为:工业内窥镜、医用内窥镜； 根据其能否弯曲分为：刚性内窥镜、柔性内窥镜； 根据其成像特征分为：光纤内窥镜、视频内窥镜。 1刚性内窥镜：适用于观察者和观察区之间是直通道的场合。 刚性内窥镜可分为以下四类： （1）直杆内
8、窥镜 ：在不锈钢镜管内，光导纤维束将光从外部光源导入照明观测区，由接物镜、一系列消色差转像镜和接目镜组成的光学系统，使观测者可对观测区进行驶高分辨力的观测，放大倍率常为34倍，有的可放大到50倍。,表面检测磁粉、渗透与涡流,三、工业内窥镜,（2）微型直杆内窥镜：在不锈钢管内装有光导纤维和自聚焦透镜等部件组成的自聚焦光学系统。插入部分管径为0.92.7mm，在极小的焦距处放大倍数可高达30倍。 （3）高放大率刚性内窥镜：由外径10mm高放大率、高分辨力的刚性内窥镜与一个17mm的电荷耦合器件照相机相组合，在228mm监视器上可以得到10120倍的放大图像，工作距离为4254mm。 （4）可延伸性
9、刚性内窥镜：通过连接延伸管构成一较长的内窥镜。可延伸刚性内窥镜在远端既可用光导纤维导光或用白炽灯泡。,表面检测磁粉、渗透与涡流,三、工业内窥镜,2柔性内窥镜：柔性内窥镜是专门用于观察者与观察区之间无直通道的场合进行目视检测的设备。 （1）柔性内窥镜的传光与成像原理 如图所示，如果光导纤维是直的，当光线以角入射到光纤维的入射端面上时，光线按折射角1进入光纤后将到达芯体与涂层间的光滑界面，当满足全反射条件时，便会在界面上发生光纤内的全反射，全反射光线又可按同样的角度在相对面上发生全反射，在这种不断的全反射条件下，光线即实现了在光纤维中的传播，直至从光纤的另一端射出。 注：一根非常细的光纤不可能传送
10、足够的光，将许多单根光纤整齐排列成光纤束，则每根光纤的端面都可看成是一个取像单元，这样，通过光纤束就可以把图像从入射端传送到出射端面，完成图像传送。,表面检测磁粉、渗透与涡流,三、工业内窥镜,表面检测磁粉、渗透与涡流,三、工业内窥镜,（2）柔性光纤内窥镜的构成 如图所示，典型柔性内窥镜由物镜先端部、弯曲部、柔软部、操作部和目镜组成。,表面检测磁粉、渗透与涡流,三、工业内窥镜,3、柔性视频内窥镜 （1）柔性视频内窥镜的构成及成像原理 柔性视频内窥镜利用光导束将光送至检测区，先端部的一只固定焦点透镜收集由检测区反射回来的光线并将之传导至CCD芯片表面，数千只细小的光敏电容器将反射光转变成电模拟信号
11、，然后，此信号进入探测头，经放大、滤波及时钟分频后，可直接在仪器数字显示屏上成像或通过模拟输出到外接监视器上观察。,表面检测磁粉、渗透与涡流,三、工业内窥镜,（2）柔性视频内窥镜的优点 1）影像稳定清晰。 2）分辨率高。 3）全方位360的导向功能使在容器内部观察时，可以从各个方位进行观测，提高了检测的效果。 4）内置和外置两种存储的兼备能满足使用者对数据记录的要求。,表面检测磁粉、渗透与涡流,四、图像记录设备,1、记录的方式 目视检测常用的记录方式有书面记录、注释、照相及视频摄像等。 2、记录的设备 （1）照相机：现在常用数码相机进行拍摄。 （2）摄像机：摄像机可将图像进行记录再放，可直接在
12、其取景器中或连接电视机上进行图像观察。,表面检测磁粉、渗透与涡流,五、目视检测的测量工具,最常用的测量工具是焊接检验尺。其结构如图所示。 表1 60型焊接检验尺的用途、测量范围、技术参数,表面检测磁粉、渗透与涡流,模块三 目视检测技术,一、目视检测工艺过程 二、内窥镜检测技术,表面检测磁粉、渗透与涡流,一、目视检测工艺过程,1、试件的准备 （1）表面清理：被检件表面有影响目视检测的污染物时，必须将这些污染物清理干净，避免污染物的存在，影响检测的结果。 常用的清理方法：机械清理法、化学清理法和溶剂去除法。 （2）目视检测的方法 直接目视检测是指直接用人眼或使用放大倍数为6倍以下的放大镜，对试件进
13、行表面质量检测。 间接目视检测是指不能直接进行目视检测时，借助各种光学仪器或设备进行间接观察的检测方法，如使用反光镜、望远镜、工业内窥镜、光导纤维或其他合适的仪器等进行检测。,表面检测磁粉、渗透与涡流,一、目视检测工艺过程,（3）图像的记录 1）纸质记录 纸质记录是将通过观察发现的问题用文字描述结合绘制简图的方法进行记录。 2）照片记录 使用照相机将图像进行拍摄下来，进行冲洗获得照片进行观察的记录方法称为照片记录法。 3）录像记录 使用摄像机将观察到的问题进行拍摄或对整个区域进行拍摄，将所摄图像记录在磁带或储存器上。 4）腹膜记录 使用橡皮泥、胶状树脂等材料对缺陷进行印膜，适用于记录表面不规则
14、类缺陷。 （4）质量等级评定 根据被检件的质量验收标准，结合目视检测的观察结果，对被检件的缺陷进行分析与评定。并出具检测报告。,表面检测磁粉、渗透与涡流,二、内窥镜检测技术,1内窥镜检测技术的特点 1）使用方便、结果直观、费用低、速度快。 2）检测的灵敏度高。 3）配合其他设备，可以在不拆卸机件的状态下，清除多余物或对一些缺陷进行处理。 4）容易导致误判。检测结果受检测人员的主观因素影响也很大。 5）内窥镜检测一次观察的区域较小，进行大面积检测时，效率低。 6）柔性探头的导向及弯曲度不能达到理想的要求，顺利到达指定位置有一定的难度，检测存在死角。,表面检测磁粉、渗透与涡流,二、内窥镜检测技术,
15、（2）内窥镜检测技术的应用 内窥镜检测主要应用在检测人员无法靠近、不能直接观察的结构内部的质量检测。 可用于检测管路、容器内部质量检测，管道焊缝的内部质量检测，内表面粗糙度的检测及产品的表面状态检测等。,表面检测磁粉、渗透与涡流,2内窥镜检测条件的要求,（1）对检测环境的要求：存在强电磁干扰或剧烈的电压波动的环境会对检测设备造成不良的影响；环境温度过低会导致柔性探头变脆变硬，过高温度会影响设备的散热，使设备的性能下降。 （2）对内窥镜探头的要求：要针对不同的管路直径选择合适的内窥镜的探头 ；在使用探头后，一定要按照设备说明对探头进行必要的清洁维护工作。 （3）对内窥镜调节性能的要求：内窥镜一般
16、要求具备手动或自动对焦的功能，可以使探头与观察对象的距离变化时，对镜头的焦距进行调节。,表面检测磁粉、渗透与涡流,2内窥镜检测条件的要求,（4）产品的准备 内窥镜检测产品的环境温度、表面状态等对检测结果都有影响，在检测前要进行处理。 1）一般要求产品温度不应超出内窥镜探头的最大允许温度（-1080）范围。 2）检测件的表面一般不得留有锈蚀、油脂、漆、镀层等影响观察的各种覆盖物。 3）对于检测内部存在液体残留物时，一定要先对液体残留物进行清洗，不能进行清洗时，确定无害后才能进行检测。 4）按照检测要求选择合适的通道进行检测。,表面检测磁粉、渗透与涡流,3内窥镜检测的工艺过程,（1）检测条件的分析 制定检测工艺前，要先了解被检测工件的内部结
