如何选择符合您无损检测需求的黑光灯
2021-08-23
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如何选择符合您无损检测需求的黑光灯？您需要了解下面四点。
由于更大的灵活性和较少的安全顾虑，通用照明行业已经将LED作为超过白炽灯、荧光灯的照明技术。然而，由于在荧光检测（如荧光渗透检测和荧光磁粉检测）中，有着特殊照明要求和挑战，无损检测行业在接受LED技术上落后于其他行业。
随着近年来对无损检测使用汞蒸汽灯监管豁免的到期，LED技术和生产的进步，高强度LED UV-A光源现在成为了无损检测专业人员的解决方案。
虽然灵活性是LED带给无损检测的的主要优势之一，但同时也意味着需要制定更多的细节来确保无损检测的可靠性。对于在荧光渗透或磁粉检测中使用的黑光灯，必须考虑许多因素。
01 峰值波长 & 发射光谱
在研发确定荧光渗透剂和荧光磁粉的配方时，默认的UV-A光源是汞蒸气灯，其能产生在365.4 nm处有单个UV-A峰值的汞元素发射谱线。因此，所有荧光渗透剂和荧光磁粉所用的染料都选择为在波长365 nm的紫外线照射下能发出荧光者。
当使用LED时，峰值波长是可变的，其取决于生产黑光灯所用的LED芯片的特性。为了确保LED黑光灯能够激发荧光渗透剂和荧光磁粉产生荧光，这些LED芯片必须具有在360-370 nm范围内的峰值波长。
同样重要的是，要考虑紫外线的发射光谱，因为LED的紫外线波长范围比汞蒸气产生的紫外线宽很多。在光谱末端存在一些波长在400nm以上的可见光，其可被观察到，如来自光源的深紫色眩光即是。
荧光渗透和磁粉检测需要在黑暗的环境中进行以增加对比度，而可见光污染会降低检测效果。对于航空航天检测规范，如ASTM E3022，Nadcap AC7114和Rolls-Royce RRES 90061，这种深紫色的眩光是无法接受的。因此，任何用于航空航天检测的黑光灯，如EV6000，都必须包含只让UV-A通过的滤镜来阻挡可见光。
02光束轮廓和工作距离
使用LED黑光灯，您将不会受限于使用单一的配置来进行所有的无损检测。黑光灯可以为特定的应用和用途而设计。
为近距离检测而设计的黑光灯有一个高度聚焦的亮点，但是辐照范围较小。所谓LED黑光灯的辐照范围，是指对被照射表面上辐照度高于探伤所需的最小1000 µW/cm2 的范围测量所得面积。要实现更大的辐照范围，需要一个LED阵列。
但是，如果LED阵列与被测表面太接近，则会产生明暗斑点图案。这就要在工作距离和辐照范围之间进行权衡。
带有小辐照范围的黑光灯可用于检查诸如孔、焊缝和内表面等区域。但是，当用于大型结构时，小光束会产生“隧道视觉"，使检测人员的注意力集中在这一小块区域，而其他区域的显示容易被忽略。
辐照范围较大的灯能向眼睛注视（检查）处的周边区域提供UV-A照射，这使得检测人员能够快速找到并识别周边区域中的荧光指示，以便仔细检查。
工作距离指的是紫外线均匀覆盖被照射表面时LED黑光灯和该表面的最小距离。
当和被照表面距离很近时，灯具LED芯片阵列中的各个LED芯片投射出的光会分离开, 在两两之间会存在昏暗区域。这种不均匀的紫外线覆盖面会降低检测质量，可能导致漏检。当将灯具远离被照表面时, 灯具内各个单个的LED发出的光束将合并，在被照面得到平滑、均匀的照射。只有黑光灯与被测表面的距离大于最小工作距离时，才可进行检测。
03电 源
因用低电压工作，LED黑光灯可以电池作为电源使用数小时。这使灯具非常便于携带，现场检测变得快速简单。
然而，由于LED的辐照强度与供电电压和电流直接相关，电池供电的黑光灯也存在问题。当使用电池供电时，电流和电压会下降，有典型的放电曲线。在LED黑光灯上，这会导致辐照强度随着时间的推移而下降，甚至最终低于1000 µW/cm2的要求。
*黑光灯将监控电池放电的恒流电路集成其中。这类黑光灯在它们无法维持1000 µW/cm2的低辐照强度时会自动关闭。了解电池类型和放电曲线，对于确保使用电池供电的LED黑光灯进行检测的量至关重要。
04认证要求
不同行业有不同的检测要求和容差。
航空航天无损检测行业，包括荧光渗透和磁粉检测，对工艺的各个方面都有很高要求。经过五年的研究，在ASTM E3022标准中出台了对航空航天检测使用的LED黑光灯的规范要求。该标准为满足荧光检测，对黑光灯制造商提出了基础性能要求。
一台由制造商认证符合ASTM E3022标准的LED黑光灯，如EV6000 手持式LED黑光灯，会被所有的航空航天主机厂和代工厂商接受，并且符合Nadcap审核标准。然而这些要求只适用于航空航天检测用的黑光灯。在其他行业使用的黑光灯，比如渗透清洗或冲洗站，通常不需要*ASTM E3022的要求。
对于诸如焊接、能源、管道或外场检测等非航空航天行业，认证要求也较少。更多粗糙的工业检测通常是在不太理想的条件下进行的，因此需要的紫外线辐照度也更高，以获得能看到的荧光显示。然而，研究显示，当紫外线辐照强度在38cm距离处高于10000 µW/cm2 时，会导致荧光染料褪色。
一台工业应用的LED黑光灯，如新发布的EV6500双光源黑光灯，应带有制造商合格证，其中包括最高紫外线辐照度（规定低于10000 µW/cm2）。该证书还应包括峰值波长处于360-370nm范围内，以确保黑光灯具有适当的发射光谱来诱发荧光。
LED黑光灯在设计和应用方面提供了更大的灵活性，提高了安全性，是无损检测的宝贵进展。然而，在选择正确的荧光检测LED黑光灯时，仍有许多考量。使用LED黑光灯时，必须考虑发射光谱，辐照范围和电源等因素。认证要求也是航空航天和其他高规格行业的一个考虑因素。
在购买一台LED黑光灯前，无损检测专家能够通过仔细考量他们的检测需求，确保他们会得到合适的灯具，来帮助他们的荧光渗透和磁粉检测更快，更高效。
