Оптического пирометра

Физические основы оптического неразрушающего контроля 48 Приборы контроля размеров 56 Приборы для контроля топографии поверхностей и объемных поверхностных дефектов 67 Голографические средства контроля топографии ОК. ... 78 Приборы оптической дефектоскопии ........... 80

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПТИЧЕСКОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

Физические основы оптического неразрушающего контроля

Физические основы оптического неразрушающего контроля

Применение оптических квантовых генераторов (лазеров) позволяет существенно расширить границы традиционных оптических методов контроля и создать принципиально новые методы оптического неразрушающего контроля, например, голографические, акустооптические и др. Лазерная дефектоскопия базируется на использовании основных свойств лазерного излучения — монохроматичности, когерентности и направленности.

Физические основы оптического неразрушающего контроля

ряют интенсивность сигнала корреляции. Нагрев вызывает деформацию проводников и материала платы, что приводит к декорреляции изображения и изменению интенсивности сигнала ФЭУ. Типичная зависимость сигнала ФЭУ от величины смещения проводников показана на рис. 25, б. Аналогично исследуется процесс появления усталостных трещин в лопатках турбин и других изделиях. Возможности когерентно-оптических методов существенно возрастают при сочета-РИИ их с ЭВМ, применяемыми для логической обработки корреляционных или отфильтрованных изображений. Ввод изображения в ЭВМ може! производиться, например, с помощью быстродействующих фотомозаичных структур (фотодиодные матрицы и т. д.). Гибридные оптико-электронные вычислительные машины, несомненно, найдут широкое применение ь практике оптического неразрушающего контроля.

§ 6.1. Общие вопросы оптического неразрушающего контроля

В связи с достижениями микроэлектронной технологии начинают широко использоваться матричные приборы в виде линеек или пластин из полупроводниковых элементов с упорядоченным расположением выводов и приборы с зарядовой связью. Эти приборы служат базой для аппаратуры оптического неразрушающего контроля, воспринимающей оптические сигналы в пространстве путем квантования их и последующей дискретной обработки. На их основе строятся также твердотельные аналоги электронно-лучевых вакуумных трубок, позволяющие получить электрические сигналы о распределении освещенности в пространстве.

§ 6.1. Общие вопросы оптического неразрушающего контроля .... 222

ОПТИЧЕСКОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО

Экспериментальные исследования проводились на разработанной в ИФХ АН СССР установке (рис. 1), состоящей из трех основных узлов. Электрическая печь сопротивления / с графитовым трубчатым нагревателем, испарителя // и ресивера ///. В зоне равномерной температуры нагревателя помещается образец. Конструкция печи позволяет плавно менять температуру в пределах от комнатной до 3000° С и выше. Для предохранения от окисления нагреватель в процессе работы находился в атмосфере аргона. Кожух печи и электрические контакты охлаждались водой, пропускаемой через припаянный змеевик. Специальные устройства в печи позволяли производить отбор газовых проб из зоны, где находился образец, вводить в эту рабочую зону термопару или же замерять температуру печи при помощи оптического пирометра через смотровое окно.

Перед проведением опыта и во время опыта в реакционную камеру из баллона 8 через вентиль 15 подаетсяv инертный газ аргон, кроме того, аргон через штуцер 5, подается в пространство между реакционной камерой и экраном для обдувки кварцевого окна, через которое производится замер температуры. Контроль температуры процесса осаждения покрытий определяется при помощи оптического пирометра типа ОППИР-17. Пентахлорид ниобия помещался в испаритель, изготовленный из стали Х18Н9Т. Испаритель нагревался электрической печью до температуры 250° С, которая автоматически регулировалась при помощи электронного потенциометра ПСР-1-01.

В установках обоих типов термопара (см. рис. 19 и 20), с помощью которой измеряется и регулируется температура образца, проходит через отверстие в столике и касается основания образца. Термоэлектроды изолированы друг от друга керамическими трубками из алунда, окиси магния или карбонитрида бора, свободные концы термостатирова-ны. Параллельно измеряли температуру образца, индентора, стола и нагревателя с помощью оптического пирометра и цветового фотоэлектронного пирометра.

При испытаниях на твердость в интервале 2300—3300 К температура образца измерялась с помощью оптического пирометра и цветового фотоэлектронного пирометра.

обеспечивается уплотнением 25 из колец вакуумной резины, которая поджимается через упорное кольцо гайкой 24. Обечайка камеры и задняя стенка обшиты сплошным водо-охлаждаемым кожухом 10 с подводом воды через штуцер 9. Весь корпус камеры изготовлен из малоуглеродистой конструкционной стали. Сварка элементов производилась вакуумошгатным швом. Внутреняя поверхность камеры механически обработана и отполирована. Передняя стенка камеры с помощью шарнирного соединения 29 крепится к обечайке. К наружной поверхности приварены четыре вилки 3, в пазы которых входят четыре откидных болта 30 для предварительного прижатия дверцы. В центральную часть дверцы вварен фланец 31 для смотрового окна 32, через которое производится наблюдение за образцом и визуальное измерение температуры с помощью оптического пирометра ОППИР-09. Дверца имеет кронштейны для крепления оптических регистрирующих приборов. На наружной стороне дверцы наварен кольцевой кожух 1 со штуцерами для подвода и слива воды.

Наблюдение за температурой осуществлялось через нижнее визуальное отверстие с помощью оптического пирометра. Измерено распределение температур для нескольких основных тепловых режимов и при нескольких давлениях гелия внутри установки.

Измерение температуры исследуемого металла сводилось к измерению температуры стенки самого тигля с помощью оптического пирометра. Для этого снаружи в дне тигля делалось двойное дно с полостью и отверстием в нее. Степень черноты этого отверстия можно было подсчитать по формуле

Наиболее просто первая задача решается измерением с помощью оптического пирометра распределения эффективных температур по длине первого и второго цилиндров.

черного тела при температуре Т (N) для эффективной длины волны оптического пирометра Я,; ЕЛ (N) — спектральная степень черноты в рассматриваемой точке ./V; С1 и С2 — постоянные закона Вина;

На фиг. 4 (кривая /) показано распределение спектральных эффективных потоков от элемента внутренней поверхности наружного цилиндра, измеренное спектрометром ИКС-12. Для этого же элемента поверхности были измерены эффективная температура Тэфа. (при Я,= = 0,65 мкм) с помощью оптического пирометра ОП-48, а также суммарный 'поток излучения и его эффективная температура ГЭф радиометром полного излучения.

Предложенный метод эффективных температур позволяет определить с помощью оптического пирометра распределение истинных температур при наличии отраженного излучения в системе двух коаксиальных цилиндров ло формуле (3).