如何選擇符合您無(wú)損檢測需求的黑光燈
2021-08-23
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如何選擇符合您無(wú)損檢測需求的黑光燈？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(guò)白熾燈、熒光燈的照明技術(shù)。然而，由于在熒光檢測（如熒光滲透檢測和熒光磁粉檢測）中，有著(zhù)特殊照明要求和挑戰，無(wú)損檢測行業(yè)在接受LED技術(shù)上落后于其他行業(yè)。
隨著(zhù)近年來(lái)對無(wú)損檢測使用汞蒸汽燈監管豁免的到期，LED技術(shù)和生產(chǎn)的進(jìn)步，高強度LED UV-A光源現在成為了無(wú)損檢測專(zhuān)業(yè)人員的解決方案。
雖然靈活性是LED帶給無(wú)損檢測的的主要優(yōu)勢之一，但同時(shí)也意味著(zhù)需要制定更多的細節來(lái)確保無(wú)損檢測的可靠性。對于在熒光滲透或磁粉檢測中使用的黑光燈，必須考慮許多因素。
01 峰值波長(cháng) & 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(xiàn)。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(cháng)365 nm的紫外線(xiàn)照射下能發(fā)出熒光者。
當使用LED時(shí)，峰值波長(cháng)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范圍內的峰值波長(cháng)。
同樣重要的是，要考慮紫外線(xiàn)的發(fā)射光譜，因為L(cháng)ED的紫外線(xiàn)波長(cháng)范圍比汞蒸氣產(chǎn)生的紫外線(xiàn)寬很多。在光譜末端存在一些波長(cháng)在400nm以上的可見(jiàn)光，其可被觀(guān)察到，如來(lái)自光源的深紫色眩光即是。
熒光滲透和磁粉檢測需要在黑暗的環(huán)境中進(jìn)行以增加對比度，而可見(jiàn)光污染會(huì )降低檢測效果。對于航空航天檢測規范，如ASTM E3022，Nadcap AC7114和Rolls-Royce RRES 90061，這種深紫色的眩光是無(wú)法接受的。因此，任何用于航空航天檢測的黑光燈，如EV6000，都必須包含只讓UV-A通過(guò)的濾鏡來(lái)阻擋可見(jiàn)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(lái)進(jìn)行所有的無(wú)損檢測。黑光燈可以為特定的應用和用途而設計。
為近距離檢測而設計的黑光燈有一個(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 的范圍測量所得面積。要實(shí)現更大的輻照范圍，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)行權衡。
帶有小輻照范圍的黑光燈可用于檢查諸如孔、焊縫和內表面等區域。但是，當用于大型結構時(shí)，小光束會(huì )產(chǎn)生“隧道視覺(jué)"，使檢測人員的注意力集中在這一小塊區域，而其他區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）處的周邊區域提供UV-A照射，這使得檢測人員能夠快速找到并識別周邊區域中的熒光指示，以便仔細檢查。
工作距離指的是紫外線(xiàn)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(kāi), 在兩兩之間會(huì )存在昏暗區域。這種不均勻的紫外線(xiàn)覆蓋面會(huì )降低檢測質(zhì)量，可能導致漏檢。當將燈具遠離被照表面時(shí), 燈具內各個(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。只有黑光燈與被測表面的距離大于最小工作距離時(shí)，才可進(jìn)行檢測。
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小時(shí)。這使燈具非常便于攜帶，現場(chǎng)檢測變得快速簡(jiǎn)單。
然而，由于LED的輻照強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(wèn)題。當使用電池供電時(shí)，電流和電壓會(huì )下降，有典型的放電曲線(xiàn)。在LED黑光燈上，這會(huì )導致輻照強度隨著(zhù)時(shí)間的推移而下降，甚至最終低于1000 µW/cm2的要求。
*黑光燈將監控電池放電的恒流電路集成其中。這類(lèi)黑光燈在它們無(wú)法維持1000 µW/cm2的低輻照強度時(shí)會(huì )自動(dòng)關(guān)閉。了解電池類(lèi)型和放電曲線(xiàn)，對于確保使用電池供電的LED黑光燈進(jìn)行檢測的量至關(guān)重要。
04認證要求
不同行業(yè)有不同的檢測要求和容差。
航空航天無(wú)損檢測行業(yè)，包括熒光滲透和磁粉檢測，對工藝的各個(gè)方面都有很高要求。經(jīng)過(guò)五年的研究，在A(yíng)STM E3022標準中出臺了對航空航天檢測使用的LED黑光燈的規范要求。該標準為滿(mǎn)足熒光檢測，對黑光燈制造商提出了基礎性能要求。
一臺由制造商認證符合ASTM E3022標準的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廠(chǎng)和代工廠(chǎng)商接受，并且符合Nadcap審核標準。然而這些要求只適用于航空航天檢測用的黑光燈。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。
對于諸如焊接、能源、管道或外場(chǎng)檢測等非航空航天行業(yè)，認證要求也較少。更多粗糙的工業(yè)檢測通常是在不太理想的條件下進(jìn)行的，因此需要的紫外線(xiàn)輻照度也更高，以獲得能看到的熒光顯示。然而，研究顯示，當紫外線(xiàn)輻照強度在38cm距離處高于10000 µW/cm2 時(shí)，會(huì )導致熒光染料褪色。
一臺工業(yè)應用的LED黑光燈，如新發(fā)布的EV6500雙光源黑光燈，應帶有制造商合格證，其中包括最高紫外線(xiàn)輻照度（規定低于10000 µW/cm2）。該證書(shū)還應包括峰值波長(cháng)處于360-370nm范圍內，以確保黑光燈具有適當的發(fā)射光譜來(lái)誘發(fā)熒光。
LED黑光燈在設計和應用方面提供了更大的靈活性，提高了安全性，是無(wú)損檢測的寶貴進(jìn)展。然而，在選擇正確的熒光檢測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。認證要求也是航空航天和其他高規格行業(yè)的一個(gè)考慮因素。
在購買(mǎi)一臺LED黑光燈前，無(wú)損檢測專(zhuān)家能夠通過(guò)仔細考量他們的檢測需求，確保他們會(huì )得到合適的燈具，來(lái)幫助他們的熒光滲透和磁粉檢測更快，更高效。
