如何選擇符合您無損檢測需求的黑光燈
2021-08-23
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如何選(xuan)擇符合您無損檢測需求的(de)黑光(guang)燈？您需要了(le)解下(xia)面四點。
由于更大(da)的靈活性和(he)較少的安全顧(gu)慮，通用(yong)照明行(xing)業已經將LED作為超過(guo)白熾燈、熒光燈的照明技術(shu)(shu)。然(ran)而，由于在熒光檢(jian)(jian)測（如熒光滲透檢(jian)(jian)測和(he)熒光磁粉檢(jian)(jian)測）中(zhong)，有(you)著特殊照明要求(qiu)和(he)挑戰，無損檢(jian)(jian)測行(xing)業在接受LED技術(shu)(shu)上落后于其他行(xing)業。
隨(sui)著(zhu)近年來對無損(sun)檢(jian)(jian)測使(shi)用汞蒸汽燈監(jian)管豁免的(de)(de)(de)到期，LED技(ji)術和生產的(de)(de)(de)進步，高強度LED UV-A光(guang)源現在(zai)成為了無損(sun)檢(jian)(jian)測專(zhuan)業人員(yuan)的(de)(de)(de)解決方案。
雖然靈活性(xing)是LED帶(dai)給無損(sun)檢(jian)測的的主要(yao)優勢之一(yi)，但同時也(ye)意味著需要(yao)制定更(geng)多的細節(jie)來確保(bao)無損(sun)檢(jian)測的可靠性(xing)。對于(yu)在熒光(guang)滲(shen)透(tou)或(huo)磁(ci)粉檢(jian)測中使用的黑光(guang)燈，必須考慮許多因(yin)素。
01 峰值(zhi)波長 & 發射光譜
在(zai)(zai)研(yan)發確定(ding)熒光(guang)滲透劑和熒光(guang)磁粉的(de)(de)配方(fang)時，默認(ren)的(de)(de)UV-A光(guang)源是(shi)汞蒸氣燈，其能(neng)產生在(zai)(zai)365.4 nm處有單個(ge)UV-A峰值的(de)(de)汞元素(su)發射(she)譜線(xian)。因此，所(suo)有熒光(guang)滲透劑和熒光(guang)磁粉所(suo)用的(de)(de)染料都選擇(ze)為在(zai)(zai)波長365 nm的(de)(de)紫外(wai)線(xian)照(zhao)射(she)下能(neng)發出(chu)熒光(guang)者。
當(dang)使用(yong)LED時，峰(feng)值(zhi)波長(chang)(chang)是可(ke)變的(de)(de)，其取決于(yu)生(sheng)產黑(hei)光(guang)燈所用(yong)的(de)(de)LED芯片(pian)的(de)(de)特性。為了確保LED黑(hei)光(guang)燈能(neng)夠激發(fa)熒(ying)(ying)光(guang)滲透劑和熒(ying)(ying)光(guang)磁粉產生(sheng)熒(ying)(ying)光(guang)，這些LED芯片(pian)必(bi)須(xu)具有在360-370 nm范圍(wei)內的(de)(de)峰(feng)值(zhi)波長(chang)(chang)。
同樣重要的(de)是，要考(kao)慮紫(zi)外線(xian)的(de)發射光(guang)(guang)譜，因為(wei)LED的(de)紫(zi)外線(xian)波長范圍(wei)比(bi)汞蒸(zheng)氣(qi)產生的(de)紫(zi)外線(xian)寬很多。在(zai)光(guang)(guang)譜末端(duan)存在(zai)一些波長在(zai)400nm以(yi)上的(de)可見光(guang)(guang)，其可被觀察到，如(ru)來自光(guang)(guang)源的(de)深紫(zi)色眩光(guang)(guang)即是。
熒光(guang)滲透和(he)(he)磁粉檢(jian)測(ce)需要在(zai)黑暗的(de)(de)環境中(zhong)進行以(yi)增(zeng)加(jia)對比度，而可(ke)見光(guang)污染會(hui)降(jiang)低(di)檢(jian)測(ce)效(xiao)果。對于航(hang)(hang)空(kong)航(hang)(hang)天檢(jian)測(ce)規范，如ASTM E3022，Nadcap AC7114和(he)(he)Rolls-Royce RRES 90061，這(zhe)種深(shen)紫色的(de)(de)眩光(guang)是無法接受的(de)(de)。因此(ci)，任何用于航(hang)(hang)空(kong)航(hang)(hang)天檢(jian)測(ce)的(de)(de)黑光(guang)燈，如EV6000，都(dou)必須(xu)包含(han)只(zhi)讓UV-A通(tong)過的(de)(de)濾鏡來阻(zu)擋可(ke)見光(guang)。
02光(guang)束輪廓和工作距離
使用LED黑光燈(deng)，您將不會受限于使用單(dan)一的配(pei)置(zhi)來(lai)進行所(suo)有的無損檢測。黑光燈(deng)可以為特定的應用和(he)用途而設計。
為(wei)近距離檢測而設(she)計的(de)(de)黑(hei)光燈有一個(ge)高度聚焦的(de)(de)亮點，但是輻照(zhao)范(fan)圍(wei)較小。所(suo)謂LED黑(hei)光燈的(de)(de)輻照(zhao)范(fan)圍(wei)，是指對被照(zhao)射表面上輻照(zhao)度高于探傷所(suo)需的(de)(de)最(zui)小1000 µW/cm2 的(de)(de)范(fan)圍(wei)測量(liang)所(suo)得面積(ji)。要實現更(geng)大的(de)(de)輻照(zhao)范(fan)圍(wei)，需要一個(ge)LED陣列。
但是，如果LED陣(zhen)列與被測(ce)表面(mian)太接近，則(ze)會產生明暗斑點圖案。這就要在工(gong)作距(ju)離和輻照范圍之間進行權(quan)衡。
帶有小輻(fu)照(zhao)范(fan)圍的(de)黑光燈可用于檢(jian)查諸如(ru)孔、焊縫和內表面(mian)等(deng)區(qu)域。但是，當用于大(da)型結構時，小光束會產生“隧(sui)道視覺"，使(shi)檢(jian)測人(ren)員的(de)注意力(li)集中在這一小塊區(qu)域，而其他區(qu)域的(de)顯示容易(yi)被(bei)忽略。
輻照范圍較大的(de)(de)燈能向眼睛注(zhu)視(shi)（檢(jian)(jian)查）處的(de)(de)周邊區(qu)域提(ti)供UV-A照射(she)，這使得檢(jian)(jian)測(ce)人員能夠快速(su)找(zhao)到并識別周邊區(qu)域中的(de)(de)熒光指示，以便仔細檢(jian)(jian)查。
工作(zuo)距(ju)(ju)離指(zhi)的是(shi)紫外(wai)線(xian)均勻覆(fu)蓋(gai)被照射表面時LED黑光燈和該表面的最小距(ju)(ju)離。
當和被照表(biao)面距(ju)離很(hen)近時(shi)，燈(deng)(deng)具(ju)LED芯(xin)片陣列中(zhong)的(de)各個LED芯(xin)片投射(she)出的(de)光會(hui)分離開, 在(zai)(zai)兩兩之間會(hui)存在(zai)(zai)昏暗區域(yu)。這種(zhong)不均(jun)勻的(de)紫外線覆蓋面會(hui)降低檢(jian)測(ce)質量，可(ke)能導致漏檢(jian)。當將燈(deng)(deng)具(ju)遠離被照表(biao)面時(shi), 燈(deng)(deng)具(ju)內各個單(dan)個的(de)LED發(fa)出的(de)光束將合(he)并，在(zai)(zai)被照面得到平滑(hua)、均(jun)勻的(de)照射(she)。只有(you)黑光燈(deng)(deng)與被測(ce)表(biao)面的(de)距(ju)離大(da)于最小工作(zuo)距(ju)離時(shi)，才可(ke)進行檢(jian)測(ce)。
03電 源
因用低電(dian)壓(ya)工作，LED黑(hei)光(guang)燈(deng)(deng)可以(yi)電(dian)池作為(wei)電(dian)源(yuan)使(shi)用數小時。這使(shi)燈(deng)(deng)具非(fei)常便于(yu)攜帶，現場檢測(ce)變(bian)得(de)快(kuai)速簡單。
然而，由(you)于LED的(de)輻照強(qiang)度與供電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓(ya)和(he)電(dian)(dian)流直接相(xiang)關，電(dian)(dian)池供電(dian)(dian)的(de)黑(hei)光燈(deng)也存在問題。當使用電(dian)(dian)池供電(dian)(dian)時(shi)，電(dian)(dian)流和(he)電(dian)(dian)壓(ya)會(hui)下降，有(you)典型的(de)放電(dian)(dian)曲(qu)線。在LED黑(hei)光燈(deng)上，這會(hui)導(dao)致輻照強(qiang)度隨著時(shi)間的(de)推移而下降，甚至最終低于1000 µW/cm2的(de)要(yao)求。
先(xian)進(jin)的(de)黑光(guang)燈將(jiang)監控電池放電的(de)恒流電路集成(cheng)其中。這類黑光(guang)燈在它(ta)們無(wu)法維持1000 µW/cm2的(de)低輻照強度時會自動關閉。了解電池類型和放電曲線，對于確保使用電池供電的LED黑光燈進行檢測的量至關重要。
04認證要(yao)求
不(bu)同行業有不(bu)同的檢測(ce)要求和容差。
航(hang)空航(hang)天無(wu)損(sun)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)行業(ye)，包括熒光滲透和磁粉(fen)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)，對(dui)工藝的(de)各(ge)個(ge)方面都有很高要(yao)求(qiu)(qiu)。經過五年的(de)研究，在ASTM E3022標準(zhun)中出臺了對(dui)航(hang)空航(hang)天檢(jian)(jian)測(ce)(ce)使用(yong)的(de)LED黑光燈(deng)的(de)規范要(yao)求(qiu)(qiu)。該標準(zhun)為滿足熒光檢(jian)(jian)測(ce)(ce)，對(dui)黑光燈(deng)制造(zao)商提出了基礎(chu)性(xing)能要(yao)求(qiu)(qiu)。
一臺由(you)制造商認證符(fu)合ASTM E3022標(biao)(biao)準的(de)(de)(de)LED黑(hei)光(guang)(guang)燈，如EV6000 手持式LED黑(hei)光(guang)(guang)燈，會被所有的(de)(de)(de)航(hang)(hang)空(kong)航(hang)(hang)天主機廠(chang)和代工廠(chang)商接受，并且符(fu)合Nadcap審核標(biao)(biao)準。然而這些(xie)要(yao)求只適用于航(hang)(hang)空(kong)航(hang)(hang)天檢測(ce)用的(de)(de)(de)黑(hei)光(guang)(guang)燈。在其他(ta)行業使用的(de)(de)(de)黑(hei)光(guang)(guang)燈，比如滲透清(qing)洗(xi)(xi)或沖洗(xi)(xi)站，通常不(bu)需要(yao)*ASTM E3022的(de)(de)(de)要(yao)求。
對于諸如焊(han)接(jie)、能源、管道或外場檢測(ce)等(deng)非航空(kong)航天行業，認證要求(qiu)也(ye)較少。更多粗糙的(de)(de)工業檢測(ce)通常是在不太理(li)想的(de)(de)條件下(xia)進行的(de)(de)，因此需要的(de)(de)紫外線(xian)輻照(zhao)度也(ye)更高，以獲得能看到的(de)(de)熒(ying)光顯(xian)示。然而，研(yan)究顯(xian)示，當(dang)紫外線(xian)輻照(zhao)強度在38cm距離處高于10000 µW/cm2 時，會導(dao)致熒(ying)光染(ran)料褪色。
一臺(tai)工業應(ying)(ying)用(yong)的LED黑(hei)(hei)光(guang)燈(deng)(deng)，如新發布(bu)的EV6500雙光(guang)源黑(hei)(hei)光(guang)燈(deng)(deng)，應(ying)(ying)帶有制造商合(he)格證，其中包括最高紫外線輻照度（規定(ding)低于10000 µW/cm2）。該(gai)證書還應(ying)(ying)包括峰值波長處于360-370nm范圍內，以確保黑(hei)(hei)光(guang)燈(deng)(deng)具(ju)有適當(dang)的發射光(guang)譜來誘(you)發熒光(guang)。
LED黑(hei)光燈(deng)在(zai)設(she)計和應用(yong)方(fang)面提(ti)供了(le)更大的(de)(de)(de)靈活性(xing)，提(ti)高了(le)安全性(xing)，是無(wu)損(sun)檢測的(de)(de)(de)寶貴進展。然(ran)而(er)，在(zai)選擇(ze)正確的(de)(de)(de)熒光檢測LED黑(hei)光燈(deng)時(shi)，仍有許多考量。使用(yong)LED黑(hei)光燈(deng)時(shi)，必須考慮(lv)發射(she)光譜，輻照范圍(wei)和電源等因素。認證要求也是航空(kong)航天和其他高規格行業(ye)的(de)(de)(de)一個考慮(lv)因素。
在購買一臺LED黑光燈前，無損(sun)檢測(ce)專家(jia)能夠通過仔細考量他(ta)們的(de)(de)檢測(ce)需求，確保他(ta)們會得到合(he)適(shi)的(de)(de)燈具(ju)，來(lai)幫助他(ta)們的(de)(de)熒光滲透(tou)和(he)磁粉檢測(ce)更(geng)快，更(geng)高效。
