ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПТИЧЕСКОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

Оптический неразрушающий контроль (ОНК) основан на анализе взаимодействия оптического излучения (ОИ) с объектом контроля (ОК). Оптическое излучение или свет — электромагнитное излучение с длиной волны 10^-5 – 10^-3 мкм, в котором принято выделять ультрафиолетовую (УФ), видимую и инфракрасную (ИК) области спектра с длинами волн соответственно 10^-3 ...0,38; 0,38 ... 0,78 и 0,78 ... 10³ мкм.

Возникновение ОИ связано с движением электрически заряженных частиц (электроны, атомы, ионы, молекулы). Дискретные спонтанные или индуцированные переходы носителей зарядов с более высоких на более низкие уровни энергии сопровождаются испусканием световых квантов (фотонов) с энергией, равной разности энергий этих уровней.

Информационными параметрами ОИ являются пространственно-временные распределения его амплитуды, частоты, фазы, поляризации и степени когерентности. Для получения дефектоскопической информации используют изменение этих параметров при взаимодействии ОИ с ОК в соответствии с явлениями интерференции, дифракции, поляризации, преломления, отражения, поглощения, рассеяния, дисперсии света, а также изменение характеристик самого ОК под действием света в результате эффектов фотопроводимости, фотохромизма, люминесценции, электрооптических, механооптических (фотоупругость), магнитооптических, аку-стооптических и других явлений. ;

Основными информационными параметрами объектов оптического контроля являются их спектральные и интегральные фотометрические характеристики, которые в общем случае зависят от строения вещества, его температуры, физического (агрегатного) состояния, микрорельефа, угла падения излучения, степени его поляризации, длины волны.

К числу дефектов, обнаруживаемых неразрушающими оптическими методами, относятся пустоты (нарушения сплошности), расслоения, поры, трещины, включения инородных тел, внутренние напряжения, изменение структуры материалов и их физико-химических свойств, отклонения от заданной геометрической формы и т. д.

С помощью оптических методов внутренние дефекты выявляются только в изделиях из материалов, прозрачных в оптической области спектра.

Излучение преобразуется видимое изображение или в электрический сигнал. Для преобразования невидимого изображения в видимое используются индикаторы: пленки, пластинки которые под влиянием оптического излучения изменяют свою яркость или цвет (фотоаппаратура).

Для преобразования излучения в электрический сигнал используются измерительные преобразователи (фотодиоды, фоторезисторы и т. д.).

Оптические приборы НК делятся для контроля методом: прошедшего, отраженного, собственного излучения.

Приборы оптической дефектоскопии делятся на визуально-оптические, для контроля внутренних поверхностей и обнаружения дефектов в труднодоступных местах, автоматического контроля дефектов поверхности.