Разработка УФ-освещения для люминесцентного метода капиллярного контроля
|
Введение 12
1 Средства и методы проведения люминесцентного метода контроля 14
1.1 Основы люминесцентного метода контроля 14
1.2 Требования к УФ-облучателям 15
1.3 Источники УФ-облучения 18
1.4 Сравнительная оценка возможностей эксилампы 26
1.5 Патентный поиск полезных технических решений 30
2 Конструкция УФ-системы 37
2.1 Типы мобильности УФ-систем 37
2.2 Питание УФ-облучателя 41
2.3 Материал корпуса 42
2.4 Варианты исполнения УФ-систем 44
2.5 Выбор рабочей смеси 48
3 Исследование характеристик УФ-облучателей 50
3.1 Исследование однородности и зоны покрытия УФ-полей 50
3.2 Спектр излучения УФ-облучателей 56
3.3 Результаты люминесцентного контроля 63
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение
1 Средства и методы проведения люминесцентного метода контроля 14
1.1 Основы люминесцентного метода контроля 14
1.2 Требования к УФ-облучателям 15
1.3 Источники УФ-облучения 18
1.4 Сравнительная оценка возможностей эксилампы 26
1.5 Патентный поиск полезных технических решений 30
2 Конструкция УФ-системы 37
2.1 Типы мобильности УФ-систем 37
2.2 Питание УФ-облучателя 41
2.3 Материал корпуса 42
2.4 Варианты исполнения УФ-систем 44
2.5 Выбор рабочей смеси 48
3 Исследование характеристик УФ-облучателей 50
3.1 Исследование однородности и зоны покрытия УФ-полей 50
3.2 Спектр излучения УФ-облучателей 56
3.3 Результаты люминесцентного контроля 63
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение
РЕФЕРАТ
Выпускная квалификационная работа 104 с., 30 рис., 21 табл., 25 источников, 1 прил.
Ключевые слова: люминесцентный метод, ультрафиолетовое излучение, ультрафиолетовый облучатель (УФ-облучатель), эксилампа, УФ-лампа, светодиодный УФ-фонарь, люминесценция, контрольный образец, регистрация результатов, УФ-облученность, УФ-спектр.
Объектом исследования является портативная эксиплексная лампа барьерного разряда (XeCl).
Целью данной работы является разработка УФ-облучателя на основе эксилампы для люминесцентного метода капиллярного контроля.
В процессе исследования производилась разработка УФ-облучателя на основе эксилампы для люминесцентного капиллярного контроля с целью достижения оптимальных параметров соответствующих конкретным задачам в проведении люминесцентного метода контроля:
- изменение длины волны, путем подбора определенной газовой смеси и условий, в которых реализуется электрический разряд;
- увеличения ресурса работы;
- портативность, поскольку эксилампа обладает небольшим весом, имеется возможность модернизации ее до портативной версии, работающей от батареи;
- эргономичность - доработка корпуса путем изменения геометрии корпуса и материалов, а также разработка крепления и формы ручки для легкой эксплуатации.
В процессе исследования проводились: анализ отечественной и зарубежной литературы, сравнение технических параметров УФ-облучателей, анализ вариантов исполнения корпусов УФ-облучателей, экспериментальные исследования распределения УФ-облученности, снятие спектров различных УФ-облучателей.
В данной работе применены следующие термины с соответствующими определениями:
люминесцентный метод: Жидкостный метод неразрушающего контроля, основанный на регистрации контраста люминесцирующего в длинноволновом ультрафиолетовом излучении видимого индикаторного рисунка на фоне поверхности объекта контроля;
набор дефектоскопических материалов: Взаимозависимое целевое сочетание дефектоскопических материалов: индикаторного пенетранта, проявителя, очистителя и гасителя;
люминесцентный пенетрант: Индикаторный пенетрант, испускающий свет под воздействием длинноволнового ультрафиолетового излучения;
контрольный образец: Предназначен для оценки качества набора дефектоскопических материалов перед их использованием при контроле. Представляет из себя пластину с единичной тупиковой трещиной с параметрами соответствующего класса чувствительности;
дефектоскопический ультрафиолетовый облучатель (УФ- облучатель): Прибор, генерирующий и направляющий нормированное длинноволновое ультрафиолетовое излучение для выявления несплошностей с помощью люминесцентных пенетрантов;
спектр излучения: Совокупность частот или длин волн, излучаемых данным веществом;
спектр поглощения: Зависимость показателя поглощения вещества от длины волны (или частоты, волнового числа, энергии кванта и т. п.) излучения;
телевизионное обнаружение: совокупность телевизионных приемов обнаружения, преобразования в аналоговую или дискретную форму с соответствующим представлением на экран, дисплей, магнитную пленку сигнала от видимого индикаторного следа несплошности, выявленной люминесцентным, цветным, люминесцентно-цветным и яркостным методами.
Введение
В настоящее время ртутные и светодиодные источники УФ-излучения нашли широкое применение в люминесцентном методе капиллярного контроля. Однако каждый вид источников имеет свои преимущества и недостатки с точки зрения применения и безопасности.
Например, ртутные газоразрядные УФ-лампы обеспечивают требуемую чувствительность контроля, но представляют потенциальную опасность для оператора и экологии окружающей среды, так как в них содержатся ядовитые пары ртути. И на данный момент в Европе прекращен выпуск ртутных УФ- облучателей, и произведен переход на светодиодные технологии.
Светодиодные источники УФ-излучения в свою очередь имеют относительно высокую стоимость по сравнению с УФ-облучателями на основе ртути и затруднительную регистрацию индикаторных следов при фотофиксации.
В связи с появлением сравнительно нового вида УФ-источников - эксиламп, появляется возможность свести к минимуму указанные недостатки используемых УФ-облучателей.
На предварительном этапе исследований, была проведена оценка возможности применения данного вида источников УФ-излучения в люминесцентном методе капиллярного контроля.
Исследования проводились путем субъективного сравнения эксилампы с другими источниками УФ-излучения, в частности с ртутной УФ-лампой и светодиодным УФ-фонариком.
На основании результатов теоретических и экспериментальных исследований был сделан вывод о том, что по совокупности своих свойств эксиплексная лампа является потенциально перспективной разработкой.
Эксилампы не содержат экологически опасной ртути, и, следовательно, утилизация отработавших источников света в отличие от утилизации традиционно используемых ртутных ламп становится безопасной процедурой.
При облучении контролируемой поверхности исследуемой лампой люминесценция индикаторных следов хорошо различима, контуры ровные и четкие. Одним из преимуществ эксилампы, выявленного в процессе исследований является удобство фотофиксации, т.к. отсутствует засветка, в отличии от УФ-лампы и светодиодного фонаря.
Из недостатков эксилампы можно выделить работу от сети питания 220В, неудобный корпус для осуществления контроля в полевых и лабораторных условиях, лампа имеет колбу из кварцевого стекла, что может приводить к быстрому уменьшению срока службы из-за взаимодействия молекул газовой смеси с кварцем, а также длину волны на 308 нм, что не является оптимальной длиной волны для люминесцентного контроля, но способную обеспечивать неплохое возбуждение люминесцентного пенетранта индикаторных рисунков дефектов.
Объектом исследования является портативная эксиплексная лампа барьерного разряда (XeCl).
Целью данной работы является разработка УФ-облучателя на основе эксилампы для люминесцентного капиллярного контроля.
В данной работе будет производиться разработка УФ-облучателя на основе эксилампы для люминесцентного капиллярного контроля для достижения оптимальных параметров соответствующих конкретным задачам в проведении люминесцентного метода контроля:
- эргономичность, доработка корпуса путем изменения геометрии корпуса и материалов, а также крепления удобной ручки для держания.
- портативность, модернизация до портативной версии, работающей от батареи;
- длина волны, подбор определенной газовой смеси и условий, в которых реализуется электрический разряд;
- увеличение ресурса работы, за счет оптимизации энергопотребления.
Выпускная квалификационная работа 104 с., 30 рис., 21 табл., 25 источников, 1 прил.
Ключевые слова: люминесцентный метод, ультрафиолетовое излучение, ультрафиолетовый облучатель (УФ-облучатель), эксилампа, УФ-лампа, светодиодный УФ-фонарь, люминесценция, контрольный образец, регистрация результатов, УФ-облученность, УФ-спектр.
Объектом исследования является портативная эксиплексная лампа барьерного разряда (XeCl).
Целью данной работы является разработка УФ-облучателя на основе эксилампы для люминесцентного метода капиллярного контроля.
В процессе исследования производилась разработка УФ-облучателя на основе эксилампы для люминесцентного капиллярного контроля с целью достижения оптимальных параметров соответствующих конкретным задачам в проведении люминесцентного метода контроля:
- изменение длины волны, путем подбора определенной газовой смеси и условий, в которых реализуется электрический разряд;
- увеличения ресурса работы;
- портативность, поскольку эксилампа обладает небольшим весом, имеется возможность модернизации ее до портативной версии, работающей от батареи;
- эргономичность - доработка корпуса путем изменения геометрии корпуса и материалов, а также разработка крепления и формы ручки для легкой эксплуатации.
В процессе исследования проводились: анализ отечественной и зарубежной литературы, сравнение технических параметров УФ-облучателей, анализ вариантов исполнения корпусов УФ-облучателей, экспериментальные исследования распределения УФ-облученности, снятие спектров различных УФ-облучателей.
В данной работе применены следующие термины с соответствующими определениями:
люминесцентный метод: Жидкостный метод неразрушающего контроля, основанный на регистрации контраста люминесцирующего в длинноволновом ультрафиолетовом излучении видимого индикаторного рисунка на фоне поверхности объекта контроля;
набор дефектоскопических материалов: Взаимозависимое целевое сочетание дефектоскопических материалов: индикаторного пенетранта, проявителя, очистителя и гасителя;
люминесцентный пенетрант: Индикаторный пенетрант, испускающий свет под воздействием длинноволнового ультрафиолетового излучения;
контрольный образец: Предназначен для оценки качества набора дефектоскопических материалов перед их использованием при контроле. Представляет из себя пластину с единичной тупиковой трещиной с параметрами соответствующего класса чувствительности;
дефектоскопический ультрафиолетовый облучатель (УФ- облучатель): Прибор, генерирующий и направляющий нормированное длинноволновое ультрафиолетовое излучение для выявления несплошностей с помощью люминесцентных пенетрантов;
спектр излучения: Совокупность частот или длин волн, излучаемых данным веществом;
спектр поглощения: Зависимость показателя поглощения вещества от длины волны (или частоты, волнового числа, энергии кванта и т. п.) излучения;
телевизионное обнаружение: совокупность телевизионных приемов обнаружения, преобразования в аналоговую или дискретную форму с соответствующим представлением на экран, дисплей, магнитную пленку сигнала от видимого индикаторного следа несплошности, выявленной люминесцентным, цветным, люминесцентно-цветным и яркостным методами.
Введение
В настоящее время ртутные и светодиодные источники УФ-излучения нашли широкое применение в люминесцентном методе капиллярного контроля. Однако каждый вид источников имеет свои преимущества и недостатки с точки зрения применения и безопасности.
Например, ртутные газоразрядные УФ-лампы обеспечивают требуемую чувствительность контроля, но представляют потенциальную опасность для оператора и экологии окружающей среды, так как в них содержатся ядовитые пары ртути. И на данный момент в Европе прекращен выпуск ртутных УФ- облучателей, и произведен переход на светодиодные технологии.
Светодиодные источники УФ-излучения в свою очередь имеют относительно высокую стоимость по сравнению с УФ-облучателями на основе ртути и затруднительную регистрацию индикаторных следов при фотофиксации.
В связи с появлением сравнительно нового вида УФ-источников - эксиламп, появляется возможность свести к минимуму указанные недостатки используемых УФ-облучателей.
На предварительном этапе исследований, была проведена оценка возможности применения данного вида источников УФ-излучения в люминесцентном методе капиллярного контроля.
Исследования проводились путем субъективного сравнения эксилампы с другими источниками УФ-излучения, в частности с ртутной УФ-лампой и светодиодным УФ-фонариком.
На основании результатов теоретических и экспериментальных исследований был сделан вывод о том, что по совокупности своих свойств эксиплексная лампа является потенциально перспективной разработкой.
Эксилампы не содержат экологически опасной ртути, и, следовательно, утилизация отработавших источников света в отличие от утилизации традиционно используемых ртутных ламп становится безопасной процедурой.
При облучении контролируемой поверхности исследуемой лампой люминесценция индикаторных следов хорошо различима, контуры ровные и четкие. Одним из преимуществ эксилампы, выявленного в процессе исследований является удобство фотофиксации, т.к. отсутствует засветка, в отличии от УФ-лампы и светодиодного фонаря.
Из недостатков эксилампы можно выделить работу от сети питания 220В, неудобный корпус для осуществления контроля в полевых и лабораторных условиях, лампа имеет колбу из кварцевого стекла, что может приводить к быстрому уменьшению срока службы из-за взаимодействия молекул газовой смеси с кварцем, а также длину волны на 308 нм, что не является оптимальной длиной волны для люминесцентного контроля, но способную обеспечивать неплохое возбуждение люминесцентного пенетранта индикаторных рисунков дефектов.
Объектом исследования является портативная эксиплексная лампа барьерного разряда (XeCl).
Целью данной работы является разработка УФ-облучателя на основе эксилампы для люминесцентного капиллярного контроля.
В данной работе будет производиться разработка УФ-облучателя на основе эксилампы для люминесцентного капиллярного контроля для достижения оптимальных параметров соответствующих конкретным задачам в проведении люминесцентного метода контроля:
- эргономичность, доработка корпуса путем изменения геометрии корпуса и материалов, а также крепления удобной ручки для держания.
- портативность, модернизация до портативной версии, работающей от батареи;
- длина волны, подбор определенной газовой смеси и условий, в которых реализуется электрический разряд;
- увеличение ресурса работы, за счет оптимизации энергопотребления.