Оптический контроль

Оптический контроль (ОК) основан на анализе взаимодействия оптического излучения с объектом контроля.

Оптическим излучением или светом называется электромагнитное излучение с длиной волны l = 10^-5¸10³ мкм, в котором выделяют ультрафиолетовую (l = 10^-5¸0,38 мкм), видимую (l = 0,38¸0,78 мкм) и инфракрасную (l = 0,78¸10³ мкм) части спектра. С помощью ОК выявляют поверхностные, а также внутренние дефекты, но в изделиях из материалов, прозрачных в оптической области спектра.

Визуальный контроль в видимой части спектра с применением оптических приборов называется визуально-оптическим и широко используется при внешнем осмотре изделий для контроля мелких объектов, расположенных в пределах расстояния наилучшего зрения – 250 мм (приборы – лупы и микроскопы), удаленных объектов (телескопические лупы, зрительные трубы, бинокли) и скрытых объектов (эндоскопы, перископические дефектоскопы).

Преимуществами визуально-оптического контроля являются простота, несложность оборудования и сравнительно малая трудоемкость, недостатками – недостаточно высокая достоверность и чувствительность. Поэтому такой метод применяют для поиска поверхностных дефектов, доступных для визуально-оптического контроля, для поиска более мелких поверхностных трещин при использовании методов капиллярного контроля, а также для анализа характера и типа поверхностных дефектов, обнаруженных другими методами неразрушающего контроля – ультразвукового, вихретокового, магнитного.

В связи с тем, что с возрастанием увеличения оптических приборов существенно уменьшаются поле зрения и глубина резкости, а потому снижаются производительность и надежность контроля, для внешнего осмотра деталей в основном применяют приборы с увеличением не более 20-30^´.

К методам ОК относится оптическая голография, которая представляет собой запись объемного изображения (голограммы) объекта контроля. В оптической голографии используются свойства лазерного излучения – монохроматичность, когерентность и направленность. Голограмму получают в результате интерференции разделенного с помощью светоделителя 4 на две части пучка лазера 1 (рис. 11.1):

- пучка, рассеянного голографируемым объектом 3 и

- прямого (опорного) пучка, попадающего на фотопластинку, минуя объект контроля.

Рис. 11.1. Схема голографической записи: 1 – лазер; 2 - микрообъектив; 3 – объект контроля; 4 - светоделитель; 5 – голограмма

Известны два основных метода осуществления голографической интерферометрии – «живых» и «замороженных» полос. Метод «живых» полос состоит в том, что после экспонирования и фотообработки голограмму устанавливают на прежнее место, затем освещают ее лазерным пучком и наблюдают сквозь нее объект, также оставшийся на прежнем месте, но сдеформированный небольшой механической нагрузкой. При этом оператор увидит объект, покрытый сетью интерференционных полос, характер расположения которых зависит от распределения деформаций по поверхности объекта, а количество полос – от величины деформирующей нагрузки. Интерференционная картина в данном методе возникает в результате сложения двух фронтов световых волн:

· отраженного от объекта в момент наблюдения и

· восстановленного с голограммы опорным лазерным пучком.

Метод «замороженных» полос (метод двух экспозиций) состоит в том, что на одну и ту же фотопластинку двумя экспозициями последовательно записываются голограммы от объекта контроля, находящегося в исходном и деформированном состояниях.

При освещении опорным лазерным пучком такой двукратно экспонированной голограммы восстанавливаются две волны, одна из которых является оптической копией объекта в исходном состоянии, а другая – копией сдеформированного объекта. Эти две волны интерферируют точно так же, как и в первом методе, образуя стабильную картину интерференционных полос. По характеру расположения, форме и ширине полос на голограмме можно оценить степень и характер деформации поверхности изделия в различных его участках, выявить наиболее опасные его зоны, а по аномалиям интерференционной картины – установить факт наличия внутренних дефектов.

Дата добавления: 2014-12-27