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                  led黑光燈和傳統探傷黑光燈的性能對比

                  作者:時間:2019-09-27 10:41瀏覽520 次

                  信息摘要:

                  LED黑光燈相對于高壓汞燈式黑光燈有許多優勢。LED黑光燈在設計和應用方面更加靈活。LED黑光燈一通電便可達到完全的輻照強度,使用前無需進行預熱;使用起來更加安全,可降低檢測人員的危險,消除有害的汞廢棄物。為熒光檢測選擇適當的LED黑光燈需要考慮很多因素。使用LED黑光燈須考慮發射光譜、照射面積和電源等因素。

                  LED黑光燈用于熒光磁粉和熒光滲透檢測

                  50多年來,高壓汞燈式黑光燈一直是熒光檢測技術默認的探傷黑光燈。為了減少包括燈泡在內的汞廢棄物,自20世紀90年代起,環境保護法開始實施,普通照明用汞氣燈大部分已被淘汰,被熒光燈或LED技術所取代。但是,無損檢測(NDT)行業是一個例外。由于對高強度探傷黑光燈的特殊要求,檢測用燈曾不受限制。然而,從2016年起,此類豁免開始到期,無損檢測(NDT)行業被迫逐步放棄高壓汞燈式黑光燈。在過去10年里,LED制造工藝取得了一定進展,高強度LED黑光燈現已成為更佳替代方案。

                  相對于白熾燈和熒光燈泡,照明行業已大體上將LED(發光二極管)視為首選技術。由于無損檢測NDT行業有特殊的照明要求, 無損檢測NDT行業在采用LED技術方面還相對落后。特別需要指出的是,液體熒光滲透或熒光磁粉檢測還需面對UV-A光源帶來的獨特挑戰。

                  LED黑光燈和燈泡式探傷黑光燈的對比

                  將LED黑光燈與過去傳統使用的高壓汞燈式黑光燈進行比較,LED黑光燈(高強度紫外線燈)具有兩個主要優勢。首先,LED高強度紫外線燈在設計和應用方面非常靈活。LED高強度紫外線燈可配置一個LED或多個LED黑光燈組,以實現多種照射形態。其設計靈活多樣,可用于近距離照射檢測和一般用途,也可以設計成覆蓋大面積區域的大型燈具??墒褂檬须娊涣麟娫?、電池、可充電電池或上述種類的組合為此類燈供電。LED黑光燈工作時不會發熱,因此燈殼可密封,即使在潮濕、骯臟的環境中工作也不會損壞。與高壓汞燈式黑光燈不同,LED黑光燈無需預熱便可達到完全的亮度,LED黑光燈在打開后便可立即用于檢測。

                  LED黑光燈的第二個優勢是安全。從高壓汞燈式黑光燈改換到LED黑光燈可消除有害的汞廢棄物。但LED黑光燈還具有更多的用戶安全優勢。高壓汞燈式黑光燈泡會發出有害的UV-B和UV-C輻射,因此必須配備一個濾光器來保護檢測人員。手持式高壓汞燈式黑光燈功率為100W,吊頂式裝置的功率為每個400W。功耗大也會產生大量的熱量,使探傷黑光燈黑光燈表面變熱,給檢測人員帶來灼傷危險。高壓汞燈式黑光燈采用易碎的玻璃燈泡和紫外濾色片制成,需防止撞擊或濺上液體而造成的意外損壞。LED黑光燈可避免上述所有危險,大大增加檢測人員和檢測地點的安全性。
                  LED黑光燈和燈泡式探傷黑光燈的對比

                  探傷LED黑光燈的的主要特性

                  雖然靈活性是LED技術的主要優勢之一,但這也意味著需要了解更多該技術的詳細信息,才能找到適合無損檢測的性能。用于熒光滲透探傷或磁粉檢測的黑光燈需要考慮許多因素,包括峰值波長、發射光譜、工作距離、照射形態、電源、認證要求等。如果您不了解什么是黑光燈,請看什么是LED黑光燈這篇文章。

                  峰值波長與發射光譜
                  在為熒光檢測選擇LED黑光燈時,峰值波長是最重要的因素。在以前研發確定熒光滲透劑和熒光磁粉的配方時,一直將汞蒸汽光源作為探傷黑光燈。汞蒸汽光源在365.4 nm處產生單個UV-A峰值,這是汞元素的發射譜線。因此,在所有熒光滲透劑和熒光磁粉的研發和制造中,染料選擇時,都需要在波長365nm的紫外線照射下能發出熒光。LED黑光燈所發出的UV-A紫外線峰值波長可變,具體取決于內部半導體的摻雜劑。為了確保LED黑光燈能夠使熒光滲透劑和熒光磁粉產生熒光,LED的峰值波長必須在360~370 nm的范圍內。

                  但峰值波長并非的考慮要素。LED黑光燈的UV-A發射光譜比汞蒸汽產生的峰值波長要寬得多。在其光譜末端,包括一些400nm以上的可見光范圍內的發射。從led黑光燈燈的深紫色炫光中即可觀察到這一點。在黑暗環境下進行熒光滲透和磁粉檢測,以增加對比度,但可見光污染會影響檢測的觀察。對于航空航天級別的探檢測,這種深紫色炫光是不能接受的。因此,任何用于航空航天探傷的led黑光燈都必須配備一個UV-A通濾光片,以阻止可見光發射。

                  led黑光燈的應用
                  工作距離與照射形態
                  使用LED黑光燈,可使用不止一個配置進行檢測。LED黑光燈可針對特定應用和用途進行設計。用于貼近照射檢測的燈具有聚焦的強光斑,但是照射面積較小。為了實現較大的照射面積,就需要一定數量的LED黑光燈珠。然而,如果發光的LED黑光燈組太靠近探傷面,就會產生亮斑和暗斑圖案,這就要在工作距離和照射面積之間進行權衡。

                  LED黑光燈的照射面積是指被檢表面上高于1000μW/cm2(探傷所需的更低值)黑光強度的面積。照射面積較小的黑光燈可用于檢測較小的區域,如孔、焊接接頭和內表面。當用于大型結構時,較小的照射面積會產生“隧道視覺”,檢測人員只會專注于一個區域,照射區以外的指示會很容易地被錯過。照射面積較大的燈能向眼睛注視(檢查)處的周邊區域提供UV-A照射。這樣,有利于檢測人員能夠快速定位和識別這些區域的熒光顯示,從而進行進一步的檢測。

                  LED黑光燈的工作距離是指提供均勻照射覆蓋所需的最小距離。當接近被檢表面時, LED黑光燈組中的各個LED黑光燈珠將投射單獨的光束,其間存在暗淡區域。這種不均勻的覆蓋會影響檢測質量,可能導致錯誤的顯示。但是,如果將黑光燈遠離被檢表面,各個單個的LED黑光燈珠發出的光束將整合成平滑、均勻的形態。只有黑光燈將燈放在比最小工作距離更遠的位置時才能進行檢測。

                  電源
                  在低電壓下工作時,LED黑光燈可使用電池電源工作幾個小時,這使得led熒光探傷黑光燈燈便于攜帶,現場檢測變得快速簡單。然而,電池供電的熒光探傷黑光燈也存在問題,因為LED的亮度與供電電壓和電流直接相關。在使用電池時,電壓和電流會降低,產生典型的放電曲線。使用LED黑光燈,照射強度可能隨著時間的流逝降低,最終下降到低于所需的1000 μW/cm2最小值 。更高級的電池型LED黑光燈可加入恒流電路來監測電池的放電情況。如果無法保持1000μW/cm2的最小強度,此類LED黑光燈將自動關閉。了解電池的類型和放電曲線對于確保高質量的檢測非常重要。

                  認證要求
                  不同行業有不同的檢測要求和容限。對于熒光滲透檢測和磁粉檢測,航空航天業對其工藝過程的各個方面都提出了高要求。經過5年的研究,ASTM E3022規范了航空航天業對LED UV-A黑光燈的要求。該標準為LED黑光燈制造商提供了熒光探傷的基準性能。通過了ASTM E3022認證的LED黑光燈可用于所有航空航天組織、OEM,并符合NADCAP審核標準。

                  LED UV-A黑光燈的認證包括型式測試和每臺燈的單獨測試。型式測試主要是測試LED黑光燈的性能 ,包括工作距離、照射形態、熱穩定性、更大工作溫度、電流控制、電池放電曲線和UV-A濾光片透射率。上述信息可用于編寫檢測的正確使用具體規程。此外還需要進行每臺LED黑光燈的單獨測試,以確定每臺探傷黑光燈的具體性能。這些測試在制造期間進行,包括峰值波長、發射光譜和更大UV-A照度。符合ASTM E3022的燈隨附所有上述測試的認證記錄。

                  一般而言,LED黑光燈的用法與高壓汞燈式黑光燈相同。在檢測之前(或至少每天)應對UV-A輻照強度進行檢查。根據被檢測部件或區域的配置,可能需要多個燈以獲得更佳結果。應注意須在距被檢表面適當距離處使用LED黑光燈。均勻的UV-A光照覆蓋能夠產生更佳結果,根據需要移動燈具以檢查更大的區域。建議佩戴LUV-10A紫外線安全防護眼鏡,以減少眼疲勞,防止過多的UV-A輻照干擾視力。設計巧妙的手持式和固定式LED黑光燈能夠連續工作,UV-A亮度不衰減,無閃爍,不產生熱量。

                  應定期檢查探傷黑光燈的完整性,確保其潔凈且處于良好的工作狀態。對LED黑光燈完整性的檢查應比高壓汞燈式黑光燈更加詳細、細致。對于陣列LED黑光燈的檢查,需在燈前放置一張白紙,并透過這張紙觀察各個LED。陣列中的所有LED應正常工作且亮度相同。許多標準都要求對LED黑光燈的完整性進行“白紙檢查”,即使用一大張白紙執行此檢查:把燈放在距離白紙38 cm (15 in)的位置,然后觀察光照區;光照覆蓋應均勻,無明顯的亮斑或暗斑。白紙檢查旨在找出明顯不均勻的點。注意,這并非測量,只是對燈的性能進行快速檢驗。如果使用電池供電燈,請確保電池已充電并固定在燈中。

                  其他的完整性檢查與高壓汞燈式黑光燈完全相同。包括確保濾光片潔凈、狀況良好。如果燈具有風扇冷卻功能,應進行相關檢查,確保風扇正常工作,并且通風口無灰塵和污垢。檢查燈具的前面(出光面)是否存在過量的滲透劑或磁粉。在檢測期間,熒光材料污染會造成環境光污染,降低檢測面的對比度。查看電氣連接是否牢固,電纜是否保養良好。
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                  LED黑光燈和傳統高壓汞燈的優勢

                  LED黑光燈相對于高壓汞燈式黑光燈有許多優勢。LED黑光燈在設計和應用方面更加靈活。LED黑光燈一通電便可達到完全的輻照強度,使用前無需進行預熱;使用起來更加安全,可降低檢測人員的危險,消除有害的汞廢棄物。為熒光檢測選擇適當的LED黑光燈需要考慮很多因素。使用LED黑光燈須考慮發射光譜、照射面積和電源等因素。對于航空航天和其他高標準行業,還需要考慮認證要求。如使用LED黑光燈,則應定期檢查燈的完整性,確保其潔凈且處于良好的工作狀態。白紙檢查有助于快速檢驗燈的性能。LED黑光燈具有配置靈活、安全性更高等優勢,沒有危險的汞廢棄物,使熒光滲透劑和磁粉檢測更快、更高效。


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