3. Оптические методы, визуальный и измерительный контроль

3.1. Классификация оптических методов контроля

Оптический неразрушающий контроль основан на взаимодейст­вии электромагнитного излучения с контролируемым объектом и ре­гистрации результатов этого взаимодействия. Методы, относящиеся к оптическому НК по ГОСТ 24521—80, различаются длиной волны излучения или их комбинацией, способами регистрации и обработки результатов взаимодействия излучения с объектом. Общим для всех методов является диапазон длин волн электромагнитного излучения, который составляет 10^-9...10^-3 м (3 x 1О¹⁸...3 x10¹⁰ Гц) и охватывает диа­пазоны ультрафиолетового (УФ), видимого (ВИ) ((3,8...7,8) x 10^-7 м) и инфракрасного (ИК) излучения, а также информационные пара­метры оптического излучения, которыми являются пространствен­но-временное распределение его амплитуды, частоты, фазы, поляри­зации и степени когерентности. Изменение этих параметров при взаимодействии с объектом контроля в соответствии с основными физическими явлениями (интерференции, поляризации, дифрак­ции, преломления, отражения, рассеяния, поглощения и дисперсии излучения), а также изменения характеристик самого объекта в ре­зультате эффектов люминесценции, фотоупругости, фотохромизма и др. используют для получения дефектоскопической информации. Оптическое излучение — это электромагнитное излучение, возник­новение которого связано с движением электрически заряженных частиц, переходом их с более высокого уровня энергии на более низ­кий. При этом происходит испускание световых фотонов.

Основными количественными показателями, характеризующими оптическое излучение, являются следующие параметры:

• скорость распространения оптического излучения в вакууме v₀ ⁼ 299792,5 км/с. В оптически прозрачных средах излучение рас­пространяется со скоростью

Где n – показатель преломления среды, зависящий от ее проницаемости; и - длина волны оптического излучения соответственно в вакууме и оптической среде; f – частота излучения, Гц;

- мощность потока излучения, Вт,

Где Q – излучаемая энергия, Дж; t – время, с;

- сила излучения, Вт/ср,

,

Где - телесный угол, в котором распространяется поток Ф, ср;

- плотность тока излучения (освещенность), Вт/м²

,

где S — площадь излучения, м².

Оптические методы НК разделяют на три группы. В первую группу входят визуальный и визуально-измерительный методы, которые являются наиболее простыми и доступными, имеют наи­большее распространение и обязательны для применения при диагностировании технических устройств и объектов всех типов. Ко второй группе относятся фотометрический, денсиметрический, спектральный и телевизионный методы, которые основаны на ре­зультатах измерений с использованием электронных приборов. К третьей группе относятся интерферометрический, дифракцион­ный, фазово-контрастный, рефрактометрический, нефелометрический, поляризационный, стробоскопический и голографический ме­тоды, использующие волновые свойства света и отличающиеся наи­высшей точностью измерения — с точностью до десятых долей длины волны излучения, — но сложностью в реализации.

Выбор условий контроля должен сводиться к обеспечению нор­мальных условий освещенности контролируемого объекта, установ­лению требуемого режима работы и взаимного расположения объек­та контроля и аппаратуры.

Схемы испытаний методами оптического вида контроля по ГОСТ 23479-79 приведены в табл. 3.1.