如何選擇符合您無損檢測(cè)需求的黑光燈
2021-08-23
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如何選擇符合您無損檢測(cè)需求的黑光燈？您需要了解下面四點(diǎn)。
由于更大的靈活性和較少的安全顧慮，通用照明行業(yè)已經(jīng)將LED作為超過白熾燈、熒光燈的照明技術(shù)。然而，由于在熒光檢測(cè)（如熒光滲透檢測(cè)和熒光磁粉檢測(cè)）中，有著特殊照明要求和挑戰(zhàn)，無損檢測(cè)行業(yè)在接受LED技術(shù)上落后于其他行業(yè)。
隨著近年來對(duì)無損檢測(cè)使用汞蒸汽燈監(jiān)管豁免的到期，LED技術(shù)和生產(chǎn)的進(jìn)步，高強(qiáng)度LED UV-A光源現(xiàn)在成為了無損檢測(cè)專業(yè)人員的解決方案。
雖然靈活性是LED帶給無損檢測(cè)的的主要優(yōu)勢(shì)之一，但同時(shí)也意味著需要制定更多的細(xì)節(jié)來確保無損檢測(cè)的可靠性。對(duì)于在熒光滲透或磁粉檢測(cè)中使用的黑光燈，必須考慮許多因素。
01 峰值波長(zhǎng) & 發(fā)射光譜
在研發(fā)確定熒光滲透劑和熒光磁粉的配方時(shí)，默認(rèn)的UV-A光源是汞蒸氣燈，其能產(chǎn)生在365.4 nm處有單個(gè)UV-A峰值的汞元素發(fā)射譜線。因此，所有熒光滲透劑和熒光磁粉所用的染料都選擇為在波長(zhǎng)365 nm的紫外線照射下能發(fā)出熒光者。
當(dāng)使用LED時(shí)，峰值波長(zhǎng)是可變的，其取決于生產(chǎn)黑光燈所用的LED芯片的特性。為了確保LED黑光燈能夠激發(fā)熒光滲透劑和熒光磁粉產(chǎn)生熒光，這些LED芯片必須具有在360-370 nm范圍內(nèi)的峰值波長(zhǎng)。
同樣重要的是，要考慮紫外線的發(fā)射光譜，因?yàn)長(zhǎng)ED的紫外線波長(zhǎng)范圍比汞蒸氣產(chǎn)生的紫外線寬很多。在光譜末端存在一些波長(zhǎng)在400nm以上的可見光，其可被觀察到，如來自光源的深紫色眩光即是。
熒光滲透和磁粉檢測(cè)需要在黑暗的環(huán)境中進(jìn)行以增加對(duì)比度，而可見光污染會(huì)降低檢測(cè)效果。對(duì)于航空航天檢測(cè)規(guī)范，如ASTM E3022，Nadcap AC7114和Rolls-Royce RRES 90061，這種深紫色的眩光是無法接受的。因此，任何用于航空航天檢測(cè)的黑光燈，如EV6000，都必須包含只讓UV-A通過的濾鏡來阻擋可見光。
02光束輪廓和工作距離
使用LED黑光燈，您將不會(huì)受限于使用單一的配置來進(jìn)行所有的無損檢測(cè)。黑光燈可以為特定的應(yīng)用和用途而設(shè)計(jì)。
為近距離檢測(cè)而設(shè)計(jì)的黑光燈有一個(gè)高度聚焦的亮點(diǎn)，但是輻照范圍較小。所謂LED黑光燈的輻照范圍，是指對(duì)被照射表面上輻照度高于探傷所需的最小1000 µW/cm2 的范圍測(cè)量所得面積。要實(shí)現(xiàn)更大的輻照范圍，需要一個(gè)LED陣列。
但是，如果LED陣列與被測(cè)表面太接近，則會(huì)產(chǎn)生明暗斑點(diǎn)圖案。這就要在工作距離和輻照范圍之間進(jìn)行權(quán)衡。
帶有小輻照范圍的黑光燈可用于檢查諸如孔、焊縫和內(nèi)表面等區(qū)域。但是，當(dāng)用于大型結(jié)構(gòu)時(shí)，小光束會(huì)產(chǎn)生“隧道視覺"，使檢測(cè)人員的注意力集中在這一小塊區(qū)域，而其他區(qū)域的顯示容易被忽略。
輻照范圍較大的燈能向眼睛注視（檢查）處的周邊區(qū)域提供UV-A照射，這使得檢測(cè)人員能夠快速找到并識(shí)別周邊區(qū)域中的熒光指示，以便仔細(xì)檢查。
工作距離指的是紫外線均勻覆蓋被照射表面時(shí)LED黑光燈和該表面的最小距離。
當(dāng)和被照表面距離很近時(shí)，燈具LED芯片陣列中的各個(gè)LED芯片投射出的光會(huì)分離開, 在兩兩之間會(huì)存在昏暗區(qū)域。這種不均勻的紫外線覆蓋面會(huì)降低檢測(cè)質(zhì)量，可能導(dǎo)致漏檢。當(dāng)將燈具遠(yuǎn)離被照表面時(shí), 燈具內(nèi)各個(gè)單個(gè)的LED發(fā)出的光束將合并，在被照面得到平滑、均勻的照射。只有黑光燈與被測(cè)表面的距離大于最小工作距離時(shí)，才可進(jìn)行檢測(cè)。
03電 源
因用低電壓工作，LED黑光燈可以電池作為電源使用數(shù)小時(shí)。這使燈具非常便于攜帶，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)變得快速簡(jiǎn)單。
然而，由于LED的輻照強(qiáng)度與供電電壓和電流直接相關(guān)，電池供電的黑光燈也存在問題。當(dāng)使用電池供電時(shí)，電流和電壓會(huì)下降，有典型的放電曲線。在LED黑光燈上，這會(huì)導(dǎo)致輻照強(qiáng)度隨著時(shí)間的推移而下降，甚至最終低于1000 µW/cm2的要求。
*黑光燈將監(jiān)控電池放電的恒流電路集成其中。這類黑光燈在它們無法維持1000 µW/cm2的低輻照強(qiáng)度時(shí)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。了解電池類型和放電曲線，對(duì)于確保使用電池供電的LED黑光燈進(jìn)行檢測(cè)的量至關(guān)重要。
04認(rèn)證要求
不同行業(yè)有不同的檢測(cè)要求和容差。
航空航天無損檢測(cè)行業(yè)，包括熒光滲透和磁粉檢測(cè)，對(duì)工藝的各個(gè)方面都有很高要求。經(jīng)過五年的研究，在ASTM E3022標(biāo)準(zhǔn)中出臺(tái)了對(duì)航空航天檢測(cè)使用的LED黑光燈的規(guī)范要求。該標(biāo)準(zhǔn)為滿足熒光檢測(cè)，對(duì)黑光燈制造商提出了基礎(chǔ)性能要求。
一臺(tái)由制造商認(rèn)證符合ASTM E3022標(biāo)準(zhǔn)的LED黑光燈，如EV6000 手持式LED黑光燈，會(huì)被所有的航空航天主機(jī)廠和代工廠商接受，并且符合Nadcap審核標(biāo)準(zhǔn)。然而這些要求只適用于航空航天檢測(cè)用的黑光燈。在其他行業(yè)使用的黑光燈，比如滲透清洗或沖洗站，通常不需要*ASTM E3022的要求。
對(duì)于諸如焊接、能源、管道或外場(chǎng)檢測(cè)等非航空航天行業(yè)，認(rèn)證要求也較少。更多粗糙的工業(yè)檢測(cè)通常是在不太理想的條件下進(jìn)行的，因此需要的紫外線輻照度也更高，以獲得能看到的熒光顯示。然而，研究顯示，當(dāng)紫外線輻照強(qiáng)度在38cm距離處高于10000 µW/cm2 時(shí)，會(huì)導(dǎo)致熒光染料褪色。
一臺(tái)工業(yè)應(yīng)用的LED黑光燈，如新發(fā)布的EV6500雙光源黑光燈，應(yīng)帶有制造商合格證，其中包括最高紫外線輻照度（規(guī)定低于10000 µW/cm2）。該證書還應(yīng)包括峰值波長(zhǎng)處于360-370nm范圍內(nèi)，以確保黑光燈具有適當(dāng)?shù)陌l(fā)射光譜來誘發(fā)熒光。
LED黑光燈在設(shè)計(jì)和應(yīng)用方面提供了更大的靈活性，提高了安全性，是無損檢測(cè)的寶貴進(jìn)展。然而，在選擇正確的熒光檢測(cè)LED黑光燈時(shí)，仍有許多考量。使用LED黑光燈時(shí)，必須考慮發(fā)射光譜，輻照范圍和電源等因素。認(rèn)證要求也是航空航天和其他高規(guī)格行業(yè)的一個(gè)考慮因素。
在購(gòu)買一臺(tái)LED黑光燈前，無損檢測(cè)專家能夠通過仔細(xì)考量他們的檢測(cè)需求，確保他們會(huì)得到合適的燈具，來幫助他們的熒光滲透和磁粉檢測(cè)更快，更高效。
