如何選擇符合您無損檢測需求的黑光燈
2021-08-23
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如何選擇符(fu)合您(nin)無損檢測需求的黑光燈？您(nin)需要了(le)解下(xia)面(mian)四點。
由于(yu)更大的靈活(huo)性和(he)較少的安全顧慮，通用照(zhao)明(ming)行(xing)業(ye)已經(jing)將LED作為超過(guo)白熾燈(deng)、熒(ying)光(guang)燈(deng)的照(zhao)明(ming)技(ji)術。然(ran)而，由于(yu)在熒(ying)光(guang)檢測(ce)(ce)（如(ru)熒(ying)光(guang)滲透檢測(ce)(ce)和(he)熒(ying)光(guang)磁粉(fen)檢測(ce)(ce)）中，有著(zhu)特殊照(zhao)明(ming)要求(qiu)和(he)挑戰，無損(sun)檢測(ce)(ce)行(xing)業(ye)在接受(shou)LED技(ji)術上(shang)落后于(yu)其他行(xing)業(ye)。
隨著近(jin)年來對(dui)無損檢測使用汞蒸汽燈監管豁免的到(dao)期，LED技術和生產的進步(bu)，高強(qiang)度LED UV-A光源現在成(cheng)為(wei)了無損檢測專業人員的解決方(fang)案。
雖然靈活(huo)性是LED帶給無損檢(jian)(jian)測的(de)的(de)主要優勢之一(yi)，但同時也意味著需要制(zhi)定更多(duo)的(de)細節來(lai)確保無損檢(jian)(jian)測的(de)可靠性。對于(yu)在熒光滲透或磁粉檢(jian)(jian)測中使用的(de)黑光燈，必須(xu)考慮許(xu)多(duo)因素。
01 峰值波長 & 發射光譜
在研發確定熒光滲透劑和熒光磁粉的(de)配方時，默認的(de)UV-A光源是汞蒸氣燈，其能(neng)產生在365.4 nm處(chu)有單個(ge)UV-A峰(feng)值的(de)汞元素發射(she)譜線(xian)。因此(ci)，所有熒光滲透劑和熒光磁粉所用的(de)染料都選擇為在波長(chang)365 nm的(de)紫外線(xian)照射(she)下(xia)能(neng)發出熒光者。
當使用(yong)LED時，峰值波(bo)長(chang)是可(ke)變的(de)，其取決于生(sheng)產黑(hei)光(guang)(guang)燈(deng)所用(yong)的(de)LED芯片的(de)特性。為了(le)確保LED黑(hei)光(guang)(guang)燈(deng)能夠激(ji)發(fa)熒(ying)光(guang)(guang)滲透(tou)劑和熒(ying)光(guang)(guang)磁粉產生(sheng)熒(ying)光(guang)(guang)，這些(xie)LED芯片必須具有在360-370 nm范圍(wei)內的(de)峰值波(bo)長(chang)。
同(tong)樣重(zhong)要的是，要考慮紫(zi)外線的發射光譜(pu)，因為LED的紫(zi)外線波長范圍比汞(gong)蒸氣(qi)產(chan)生的紫(zi)外線寬(kuan)很(hen)多。在光譜(pu)末(mo)端存在一些波長在400nm以上(shang)的可見(jian)光，其可被觀察(cha)到，如來自光源的深紫(zi)色眩(xuan)光即是。
熒光滲(shen)透和磁粉檢測需要在黑暗(an)的(de)環境中進行以增加對比(bi)度，而(er)可(ke)見(jian)光污染(ran)會(hui)降低檢測效果。對于(yu)航空航天檢測規范(fan)，如ASTM E3022，Nadcap AC7114和Rolls-Royce RRES 90061，這種深紫色的(de)眩光是無(wu)法接(jie)受的(de)。因此，任(ren)何用(yong)于(yu)航空航天檢測的(de)黑光燈，如EV6000，都(dou)必須包含只(zhi)讓UV-A通過的(de)濾鏡(jing)來阻擋可(ke)見(jian)光。
02光束輪(lun)廓和(he)工作距離
使用(yong)LED黑(hei)光(guang)燈，您將不會受限于使用(yong)單一的(de)配置來進行所有的(de)無損檢(jian)測。黑(hei)光(guang)燈可以為特定的(de)應用(yong)和用(yong)途而設計。
為近距離檢測而設計(ji)的黑(hei)光燈(deng)有(you)一(yi)(yi)個高(gao)度聚焦的亮點，但是輻(fu)(fu)照(zhao)范(fan)圍(wei)較小。所謂LED黑(hei)光燈(deng)的輻(fu)(fu)照(zhao)范(fan)圍(wei)，是指對被照(zhao)射表面上輻(fu)(fu)照(zhao)度高(gao)于探傷所需的最小1000 µW/cm2 的范(fan)圍(wei)測量(liang)所得面積。要實現更大的輻(fu)(fu)照(zhao)范(fan)圍(wei)，需要一(yi)(yi)個LED陣列。
但(dan)是，如(ru)果LED陣列與被測(ce)表面太接(jie)近，則會產生明(ming)暗斑點圖案。這就要在工作距離(li)和輻照范圍之間進行權衡。
帶有(you)小(xiao)(xiao)輻照(zhao)范圍的(de)黑光(guang)燈(deng)可用(yong)于(yu)(yu)檢(jian)查諸如孔、焊縫(feng)和內表面等區(qu)域(yu)。但是，當(dang)用(yong)于(yu)(yu)大型結(jie)構時(shi)，小(xiao)(xiao)光(guang)束會產生(sheng)“隧道視覺"，使檢(jian)測(ce)人員的(de)注(zhu)意力集中在(zai)這一小(xiao)(xiao)塊區(qu)域(yu)，而其他區(qu)域(yu)的(de)顯示容(rong)易被忽略。
輻照(zhao)范圍較大(da)的燈能向眼睛注視（檢(jian)查）處的周邊區(qu)域提供UV-A照(zhao)射(she)，這使(shi)得檢(jian)測人員能夠快速找到(dao)并識別周邊區(qu)域中的熒光指示，以便仔(zi)細檢(jian)查。
工作距(ju)離指(zhi)的是(shi)紫(zi)外線均勻覆蓋被照射表(biao)面時LED黑光燈(deng)和該(gai)表(biao)面的最小距(ju)離。
當和(he)被(bei)(bei)照(zhao)表(biao)(biao)面(mian)(mian)距離很(hen)近(jin)時(shi)，燈具(ju)LED芯(xin)片陣列中的(de)(de)各(ge)個(ge)LED芯(xin)片投射出的(de)(de)光會分離開, 在(zai)兩兩之間會存在(zai)昏暗區域。這種不均勻的(de)(de)紫外線覆蓋面(mian)(mian)會降低檢測質量，可能導致漏檢。當將燈具(ju)遠離被(bei)(bei)照(zhao)表(biao)(biao)面(mian)(mian)時(shi), 燈具(ju)內(nei)各(ge)個(ge)單(dan)個(ge)的(de)(de)LED發(fa)出的(de)(de)光束(shu)將合并，在(zai)被(bei)(bei)照(zhao)面(mian)(mian)得(de)到平滑、均勻的(de)(de)照(zhao)射。只(zhi)有(you)黑光燈與被(bei)(bei)測表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)距離大(da)于(yu)最小工作距離時(shi)，才可進行檢測。
03電 源(yuan)
因用低(di)電壓工作，LED黑光燈(deng)(deng)可以電池作為電源使(shi)用數小時(shi)。這(zhe)使(shi)燈(deng)(deng)具非常便(bian)于攜帶(dai)，現場檢(jian)測變(bian)得快速簡單。
然而(er)，由于(yu)LED的輻(fu)照強度與供(gong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓和(he)電(dian)(dian)流直接相關(guan)，電(dian)(dian)池供(gong)電(dian)(dian)的黑(hei)光(guang)燈(deng)也存在問題。當使(shi)用電(dian)(dian)池供(gong)電(dian)(dian)時(shi)，電(dian)(dian)流和(he)電(dian)(dian)壓會下降，有典(dian)型的放電(dian)(dian)曲線。在LED黑(hei)光(guang)燈(deng)上(shang)，這會導致輻(fu)照強度隨(sui)著時(shi)間(jian)的推(tui)移而(er)下降，甚(shen)至(zhi)最終(zhong)低于(yu)1000 µW/cm2的要求。
*黑光燈將監控電(dian)(dian)池放電(dian)(dian)的恒(heng)流(liu)電(dian)(dian)路集成其(qi)中。這類黑光燈在它們無(wu)法維持(chi)1000 µW/cm2的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認證要求
不(bu)同行業(ye)有不(bu)同的檢測要求和(he)容差。
航(hang)空(kong)(kong)航(hang)天無損檢測(ce)行業，包括熒(ying)光(guang)滲透(tou)和磁粉(fen)檢測(ce)，對工藝(yi)的各個方面都有很(hen)高要(yao)(yao)(yao)求。經(jing)過(guo)五年的研究，在ASTM E3022標(biao)準中出臺了對航(hang)空(kong)(kong)航(hang)天檢測(ce)使用(yong)的LED黑(hei)光(guang)燈的規范要(yao)(yao)(yao)求。該標(biao)準為滿足熒(ying)光(guang)檢測(ce)，對黑(hei)光(guang)燈制造商(shang)提出了基(ji)礎性能要(yao)(yao)(yao)求。
一臺(tai)由制造商認(ren)證符合(he)ASTM E3022標(biao)準(zhun)的LED黑光燈(deng)(deng)，如(ru)EV6000 手持式(shi)LED黑光燈(deng)(deng)，會被所有(you)的航(hang)(hang)(hang)空航(hang)(hang)(hang)天主機廠(chang)和代工廠(chang)商接受(shou)，并且符合(he)Nadcap審核標(biao)準(zhun)。然而這些要求(qiu)只適用于航(hang)(hang)(hang)空航(hang)(hang)(hang)天檢測(ce)用的黑光燈(deng)(deng)。在(zai)其他行業(ye)使(shi)用的黑光燈(deng)(deng)，比(bi)如(ru)滲透清洗或沖洗站，通常不需要*ASTM E3022的要求(qiu)。
對(dui)于諸如(ru)焊接、能源、管道或外(wai)場檢測等(deng)非航空(kong)航天行業，認證要求也(ye)較少。更多粗糙的工業檢測通(tong)常是在(zai)(zai)不太理想(xiang)的條件(jian)下進行的，因此需要的紫外(wai)線輻照度(du)也(ye)更高(gao)，以獲得能看到的熒光顯(xian)示。然(ran)而，研究顯(xian)示，當紫外(wai)線輻照強度(du)在(zai)(zai)38cm距離處(chu)高(gao)于10000 µW/cm2 時，會導(dao)致熒光染料褪(tun)色。
一臺工業應(ying)用的(de)LED黑光燈，如新發布的(de)EV6500雙光源(yuan)黑光燈，應(ying)帶有制造商合(he)格證，其中包(bao)括最(zui)高(gao)紫外線輻照度（規定低于(yu)10000 µW/cm2）。該(gai)證書還應(ying)包(bao)括峰(feng)值波(bo)長(chang)處于(yu)360-370nm范圍內，以確(que)保黑光燈具有適當的(de)發射光譜來(lai)誘發熒光。
LED黑光(guang)燈(deng)在設計和應用方面提(ti)供了更大的靈活性，提(ti)高了安全性，是(shi)無損檢(jian)測的寶(bao)貴進展。然而，在選擇正確的熒光(guang)檢(jian)測LED黑光(guang)燈(deng)時，仍有許(xu)多考量。使(shi)用LED黑光(guang)燈(deng)時，必須(xu)考慮發射光(guang)譜(pu)，輻照范圍和電(dian)源(yuan)等因素。認(ren)證要求也是(shi)航空航天和其(qi)他高規(gui)格(ge)行業的一個考慮因素。
在(zai)購(gou)買一臺LED黑光燈前，無損檢測專家能(neng)夠通過仔(zi)細(xi)考量他(ta)們的檢測需(xu)求，確保(bao)他(ta)們會得到合適的燈具，來幫助他(ta)們的熒光滲透(tou)和磁粉檢測更(geng)(geng)快，更(geng)(geng)高(gao)效。
