Оптический неразрушающий контроль

NovaInfo 93, с.62-66
Опубликовано
Раздел: Экономические науки
Просмотров за месяц: 0
CC BY-NC

Аннотация

Оптический неразрушающий контроль основан на анализе взаимодействия оптического излучения с деталями, изделиями, строительными конструкциями, и соответственно в целом со зданиями и сооружениями.

Ключевые слова

БЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, КОНТРОЛЬ, СТРОИТЕЛЬСТВО

Текст научной работы

Общие положения, правила и контроль выполнения, а также требования к результатам работ по оптическому неразрушающему контролю качества определяются нормативными документами, в том числе требованиями.

Оптический неразрушающий контроль основан на анализе взаимодействия оптического излучения с деталями, изделиями, строительными конструкциями, и соответственно в целом со зданиями и сооружениями.

Оптическое излучение или свет образует электромагнитное излучение с длиной волны 10-3 — 103 мкм, в котором принято выделять ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра с длинами волн соответственно: 10-3 ... 0,38; 0,38 ... 0,78 и 0,78 ... 103 мкм.

Основными информационными параметрами деталей, изделий и строительных конструкций, и соответственно в целом зданий и сооружений, которые определены оптическим контролем, являются их спектральные и интегральные фотометрические характеристики, в общем случае зависят от строения вещества, его температуры, физического (агрегатного) состояния, микрорельефа, угла падения излучения, степени его поляризации, длины волны и т.д.

При этом к числу дефектов, обнаруживаемых неразрушающими методами оптического контроля качества, относятся пустоты (нарушения сплошности), расслоения, поры, трещины, включения инородных тел, внутренние напряжения, изменение структуры материалов и их физико-химических свойств, отклонения от заданной геометрической формы и т.д.

С помощью методов оптического контроля качества выявляются внутренние дефекты только в деталях, изделиях, строительных конструкциях из материалов, прозрачных в оптической области спектра.

При этом использование оптического излучения, как носителя информации перспективно т.к. электромагнитное поле по природе многомерно, что позволяет вести многоканальную (многомерную) обработку информации одним устройством с большой скоростью, определяемой скоростью света в данной среде.

Классификация методов оптического неразрушающего контроля качества по взаимодействию на детали, изделия, строительные конструкции, и соответственно в целом на здания и сооружения (объекты контроля) определяется по следующим признакам:

1. По характеру взаимодействия оптического излучения с контролируемыми деталями, изделиями, строительными конструкциями, и соответственно в целом со зданиями и сооружениями (объекты контроля) методы оптического неразрушающего контроля качества классифицируются на:

  • метод собственного оптического излучения, который основан на регистрации параметров собственного излучения (эмиссии) объектов контроля;
  • метод индуцированного оптического излучения, который основан на регистрации параметров оптического излучения (эмиссии), генерируемого объектами контроля при постороннем воздействии возбуждение;
  • метод прошедшего оптического излучения, который основан на регистрации параметров оптического излучения, прошедшего сквозь объекты контроля;
  • метод поглощенного оптического излучения, который основан на анализе параметров поглощения оптического излучения объектами контроля;
  • метод отраженного оптического излучения, который основан на регистрации параметров оптического излучения, отраженного от объектов контроля;
  • метод рассеянного оптического излучения, который основан на регистрации параметров оптического излучения, рассеянного от объектов контроля;
  • метод люминесцентного оптического излучения, который основан на регистрации люминесцентного излучения объекта контроля и на анализе параметров люминесценции. При этом люминесцентный метод является частным случаем метода рассеянного оптического излучения.

2. По первичному информативному физическому параметру контролируемых деталей, изделий, строительных конструкций, и соответственно в целом зданий и сооружений (объекты контроля) методы оптического неразрушающего контроля качества классифицируются на:

  • амплитудный метод оптического излучения, который основан на регистрации мощности или интенсивности оптического излучения после его взаимодействия с объектом контроля или иных энергетических характеристик, а именно мощности потока, энергии световых импульсов, освещенности поверхности объекта, яркости объекта;
  • фазовый метод оптического излучения, который основан на регистрации фазовых параметров оптического излучения после его взаимодействия с объектом контроля, а именно разности фаз световых волн, набега фазы или вариации фазы по пространству.
  • поляризационный метод оптического излучения, который основан на регистрации поляризационных характеристик оптического излучения после его взаимодействия с объектом контроля, а именно ориентации линейной поляризации, направления вращения циркулярной поляризации, коэффициента эллиптичности и ориентации осей эллиптически поляризованной волны, параметров Стокса;
  • геометрический метод оптического излучения, который основан на регистрации направления распространения оптического излучения после его взаимодействия с объектом контроля, а именно разности углов распространения световых волн или угла отклонения световой волны;
  • спектральный метод оптического излучения, который основан на регистрации и анализе спектральных характеристик оптического излучения после его взаимодействия с объектом контроля, а именно спектров (сплошных, фрагментированных, дискретных), спектральных величин, характеризующих разные шкалы (длины волны, оптической частоты, энергии световых квантов, разности частот и энергий);
  • временной метод оптического излучения, который основан на регистрации временных характеристик оптического излучения после его взаимодействия с объектом контроля, а именно времени прохождения оптического излучения через объект контроля, времени задержки, времени нарастания или спада;
  • пространственный метод оптического излучения, который основан на регистрации пространственных характеристик оптического излучения после его взаимодействия с объектом контроля, а также физических характеристик оптического излучения как функции одной двух или трех координат, это соответственно методы с одномерным (1D), двумерным (2D), трехмерным (3D) разрешением.

3. По способу получения первичной информации контролируемых деталей, изделий, строительных конструкций, и соответственно в целом зданий и сооружений (объекты контроля) методы оптического неразрушающего контроля качества классифицируются по следующим типам:

3.1. По способу визуального наблюдения за контролируемыми деталями, изделиями, строительными конструкциями, и соответственно в целом зданиями и сооружениями (объектами контроля):

а) визуальный метод, который основан на наблюдении и анализе объектов контроля глазами оператора без использования оптических устройств и приборов;

б) визуально-оптический метод, который основан на наблюдении и анализе объектов контроля с помощью оптических устройств и приборов, в данном методе имеет место непрерывный ход лучей между глазами оператора и объектами контроля. При этом визуальный и визуально-оптический методы объединяют под общим названием, а именно прямой визуальный контроль;

  • телевизионный метод, который основан на визуальном анализе изображения контролируемых объектов, регистрируемого оптико-электронными устройствами, а также средствами фото- и видеотехники, по основному оптическому явлению (эффекту), сопровождающему взаимодействие оптического излучения с объектами контроля;
  • дифракционный метод оптического излучения, который основан на анализе дифракционной картины, получаемой при взаимодействии когерентного оптического излучения с объектами контроля;
  • интерференционный метод оптического излучения, который основан на анализе интерференционной картины, получаемой при взаимодействии когерентных волн, опорной и модулированной объектами контроля. При этом есть частные случаи, а именно голографический метод и методы оптической когерентной томографии;
  • рефракционный (рефрактометрический) метод оптического излучения, который основан на анализе параметров оптического излучения после его преломления объектами контроля;
  • фазово-контрастный метод оптического излучения, который основан на трансформации разности фаз оптического излучения в различие интенсивности и визуализацию или фото регистрацию данного контраста.

3.2. По виду зондирующего оптического излучения за контролируемыми деталями, изделиями, строительными конструкциями, и соответственно в целом зданиями и сооружениями (объектами контроля) имеют следующую классификацию:

  • когерентный метод оптического излучения, который основан на измерении параметров когерентного оптического излучения после его взаимодействия с объектами контроля;
  • монохроматический метод оптического излучения, который основан на измерении параметров монохроматического оптического излучения после его взаимодействия с объектами контроля;
  • импульсный или импульсно-периодический метод оптического излучения, который основан на измерении параметров оптического излучения после воздействию на объекты контроля импульсного или импульсно- периодического оптического излучения;
  • модуляционный метод оптического излучения.

3.3. По способу обработки (преобразования) оптического излучения после его взаимодействия с деталями, изделиями, строительными конструкциями, и соответственно в целом со зданиями и сооружениями (объектами контроля) имеют следующую классификацию:

  • метод фильтрации оптического излучения, который основан на анализе изображения объектов контроля с помощью оптического фильтра. При этом в зависимости от типа фильтра метод фильтрации оптического излучения может осуществлять функции спектральной фильтрации объектов контроля или пространственной (угловой) фильтрации изображения объектов контроля, что определяет его как метод согласованной пространственной фильтрации;
  • стробоскопический метод оптического излучения, который основан на регистрации параметров оптического излучения в определенные отдельные интервалы времени после его взаимодействия с объектами;
  • многоканальный метод оптического излучения;
  • дифференциальный метод оптического излучения;
  • корреляционный метод оптического излучения.

4. По способу воздействия на детали, изделия, строительные конструкции, и соответственно в целом на здания и сооружения (объекты контроля) оптический неразрушающий контроль качества имеет следующую классификацию:

  • фотохимический метод оптического излучения, который основан на анализе параметров фотохимических процессов, возникающих при взаимодействии оптического излучения с объектами контроля;
  • оптико-акустический (оптоакустический) метод оптического излучения, который основан на анализе параметров оптико- акустического (оптоакустического) эффекта, возникающего при взаимодействии оптического излучения с объектами контроля;
  • электрооптический метод оптического излучения, который основан на дополнительном воздействии на объекты контроля внешнего электрического поля;
  • магнитооптический метод оптического излучения, который основан на дополнительном воздействии на объекты контроля магнитного поля;
  • фотоэлектрический метод оптического излучения, который основан на анализе параметров фотоэлектрических эффектов, возникающих при облучении объекта контроля оптическим излучением.

Читайте также

Цитировать

Андрюшенков, А.Ф. Оптический неразрушающий контроль / А.Ф. Андрюшенков. — Текст : электронный // NovaInfo, 2018. — № 93. — С. 62-66. — URL: https://novainfo.ru/article/15957 (дата обращения: 20.01.2022).

Поделиться