Е. А. Богданов Основы технической
Особенности визуального контроля
жүктеу/скачать 6.94 Mb.
|
| 3.2. Особенности визуального контроля
Визуальный контроль изделий при техническом диагностировании производят с целью выявления изменений их формы, а также поверхностных дефектов (трещин, коррозийных повреждений, деформаций и др.) и выполняют, как правило, невооруженным глазом или с помощью лупы. Увеличение лупы должно быть 4...7-кратным при контроле основного материала и сварных соединений при изготовлении, монтаже и ремонте и до 20-кратного при техническом диагностировании. Приемником светового излучения при этом являются глаза человека, поэтому при организации визуального контроля необходимо учитывать особенности человеческого зрения. Таблица 3.1
Примечания: 1. Обозначения: 1 — источник излучения; 2 — объект контроля; 3 — приемное устройство; 4 — зеркальная составляющая отраженного потока. Схема испытаний зависит от размера и формы объекта и выбирается с учетом оптимальных условий выявляемое™ конкретного типа дефектов. Параметры источника излучения (интенсивность, спектр, поляризация, про странственно-временное распределение интенсивности, степень когерентности) сле дует выбирать так, чтобы обеспечить максимальный контраст изображения. Зрение является сложным явлением, включающим процессы фокусировки изображения на сетчатке, изменения диаметра зрачка, движения глаз при сканировании изделия, восприятия и обработки зрительной информации. Оптическая система человеческого глаза состоит из роговицы, хрусталика, радужной оболочки и сетчатки. Основные преломляющие элементы глаза — роговица и хрусталик. Оптическая (преломляющая) сила роговицы почти постоянна. Хрусталик глаза представляет собой двояковыпуклую линзу переменной кривизны, которая проецирует изображение предмета на сетчатку глаза. За счет изменения кривизны хрусталика осуществляется наводка глаза на резкость. Между роговицей и хрусталиком находится радужная оболочка с отверстием переменного диаметра — зрачком, который выполняет роль диафрагмы. При больших (дневных) освещенностях диаметр зрачка глаза равен 2...3 мм, а при низкой освещенности увеличивается до 6...8 мм В сетчатке, на которую фокусируется изображение, расположены светочувствительные клетки — палочки и колбочки. Палочки не различают цветов, но более светочувствительны, чем колбочки. При адаптации глаз с течением некоторого времени к низкой освещенности палочки позволяют отличить белую поверхность от черной при освещенности 10-6 лк. Колбочки чувствительны к цветам, но перестают их различать при освещенности менее 10-2 лк. Поэтому при низкой освещенности люди цветнослепы. При большой освещенности выше 10-2...10-3 лк зрение является почти чисто колбочковым. Палочки и колбочки распределены в сетчатке неравномерно. В соответствии с этим поле зрения глаза можно разделить на три зоны: зона четкого видения — центральная зона с телесным углом около 2°; зона ясного видения с полным углом зрения около 30° по вертикали и 22° по горизонтали, в пределах которой при неподвижном глазе возможно опознание предметов без различия мелких деталей; зона периферического зрения с полем около 150° по горизонтали и 125° по вертикали. В пределах этой зоны предметы не опознаются, но она имеет важное значение для ориентации человека в пространстве. Каждый глаз при перекрытии зрительного поля воспринимает и передает в мозг наблюдателя картину независимо друг от друга. Изображения на двух сетчатках при этом немного отличаются. За счет этого предмет виден в трех измерениях, объемно. Способность объемного восприятия рассматриваемого предмета обоими глазами называется бинокулярным (стереоскопическим) зрением. Такое зрение по сравнению с монокулярным (одним глазом) обеспечивает более точную оценку расстояния, объема и формы предметов и более высокую чувствительность к различию яркости объектов. Способность раздельно различать по глубине детали объекта для невооруженного глаза составляет 5...10" для оптимальных условий наблюдения. При использовании специальных приборов (бинокулярных луп, стереомикроскопов и др.) разрешение по глубине повышается пропорционально их увеличению. Работа мозга при визуальном контроле на самом деле очень велика и не ограничивается только способностью к бинокулярному зрению. Помимо получения на сетчатке глаза визуального изображения, необходимо еще провести обработку этого изображения в мозге. Исследования процессов опознания разных свойств зрительного изображения у человека показали, что его зрительная система (глаза — мозг) при опознании работает быстро и удачно только тогда, когда он тренировался в поиске и расшифровке интересующих его изображений и хорошо представляет себе те зрительные образы, которые он может обнаружить. Если же задача поиска и опознания непривычна, то он почти всегда решает их неудачно [17, т. 1, кн. 2]. Важнейшими факторами при визуальном контроле являются степень различимости дефектов и разрешающая способность зрения. Степень различимости дефектов при их наблюдении зависит от контрастности, цвета, угловых размеров объектов, резкости их контуров и условий освещения, а также продолжительности рассматривания. Каждому из указанных свойств соответствует свой абсолютный порог различимости, ниже которого дефект не может быть виден, сколь бы благоприятны ни были условия наблюдения с точки зрения других свойств. В видимой части спектра оптического излучения применяют систему единиц, соответствующую зрительному ощущению и спектральной чувствительности глаз человека. Световой поток Ф измеряется при этом в люменах (1 лм = 1,683 Вт для =0,55мкм), сила света I=Ф/ — в канделах (1 кд — 1 лм/ср), освещенность F= Ф/S — в люксах (1 лк = 1 лм/м2). Мерой излучения поверхности (самосветящей или светящей отраженным лучом) объекта контроля является яркость В, кд/м2: B=I/S Наиболее важными условиями различимости считают яркостный контраст и угловые размеры дефекта. Под контрастом понимают свойство дефекта выделяться на окружающем фоне за счет разности энергетической яркости дефекта и окружающего его фона. Степень яркостного контраста оценивают величиной отношения , Где - яркость рассматриваемого объекта; - яркость окружающего фона. При К > 0,5 контраст считается большим; при 0,2<К<0,5 — средним; при К < 0,2 — малым. Минимальная величина яркостного контраста при оптимальных условиях наблюдения называется порогом контрастной видимости Кпор, которую человек еще способен различать. Для большинства людей Кпор составляет 0,01...0,02. Отношение величины фактического контраста К дефекта к его пороговому значению Кпор в заданных условиях определяет видимость дефекта V: , При видимости V 1 на окружающем фоне даже крупные дефекты не могут быть обнаружены глазом из-за малого контраста на поверхности контролируемого объекта. Под цветовым контрастом понимают меру различия цветов по их Цветовому тону, насыщенности и яркости. Глаз способен различать большое число цветовых оттенков. Вместе с тем эта способность у разных людей различна и проверяется с помощью специальных атласов цветов. Максимальный контраст дефекта достигается путем подбора угла освещения и наблюдения, спектра и интенсивности источника излучения, состояния его поляризации и степени когерентности. Например, различие в отражении поляризованного света от металлов и диэлектриков используется для получения контрастного изображения дефектов (пятен масла на металле и т.п.). Человеческий глаз неодинаково реагирует на различные длины волн электромагнитного излучения в пределах видимого диапазона (цвета). Разрешающая способность зрения е, т.е. способность различать мелкие детали изображения, зависит от цветности, яркости, контраста и времени наблюдения объекта контроля. Она максимальна в белом или желтом свете при яркости 10...100 кд/м2, высоком контрасте объекта ([К] 0,5) и времени наблюдения 5...20 с. При данных условиях и расстоянии наилучшего зрения до объекта L =250 мм угловая разрешающая способность глаза а=1''. Линейное разрешение в плоскости объекта контроля е = Lsin = 250 0,0003 = 0,08 мм. Реальный минимальный размер дефекта, который надежно выявляется при визуальном контроле, зависит также от личных качеств наблюдателя (зрения, опыта и т.д.). Ориентировочно полагают, что наблюдатель с нормальным зрением при визуальном контроле на расстоянии наилучшего зрения уверенно обнаруживает дефекты с минимальным размером 0,1 мм в плоскости, перпендикулярной линии наблюдения. Перечисленные выше основные психофизиологические особенности зрения учитываются при разработке технологических карт контроля. В них приводятся требования к уровню и типу освещенности, углам освещения и наблюдения, медицинские требования к зрению операторов, колорометрическим и фотометрическим характеристикам материалов и др., обеспечивающие наиболее благоприятные условия проведения контроля. Визуальный контроль включает в себя наружный и внутренний осмотры объекта, при этом производится качественная оценка отклонения от заданной геометрической формы, коррозийного состояния, фиксируется наличие поверхностных дефектов сварных соединений и основного металла. Визуально оценивают состояние защитных покрытий, контролируют качество изделий по их цвету и т.п. жүктеу/скачать 6.94 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|