3.Фізична суть поверхневих хвиль і хвиль Релея і їх застосування.
4.Фотометричні методи контролю якості.
Фотометричний метод означає вимірювання вторинної освітленості, яскравості, світлового потоку чи інтенсивності світлового випромінювання, одержаного після взаємодії з об'єктом контролю. Використання тої чи іншої фізичної величини залежить від конкретної реалізації методу, вибраної оптичної системи і первинного вимірювального перетворювача.
Фотометричний і подібні йому методи можуть бути застосовані для вирішення таких задач неруйнівного контролю якості: вимірювання геометричних розмірів і площі, контроль коефіцієнта затухання, пропускання чи відбивання, а також дефектоскопія.
Прилади, які реалізують фотометричний метод, звичайно працюють в прохідному випромінюванні і мають дві оптичні системи. Оскільки первинні вимірювальні перетворювачі світлових величин в електричні сигнали найчастіше мають нелінійні характеристики, а їх стабільність недостатня, то застосовують спеціальні способи побудови приладів, щоб ці недостатки мали мінімальний вплив.
В приладах для контролю геометричних розмірів часто застосовують слідкуючі системи і фотокомпенсаційний, фотоімпульсний, растровий і ін. способи.
Фотокомпенсаційний метод полягає в порівнянні двох світлових потоків, один з яких частково перекривається об'єктом контролю, а другий спеціальною пластиною, положення якої при рівності світлових потоків визначає геометричний розмір об'єкта контролю.
Фотослідкуючий метод полягає в переміщенні з допомогою слідкуючої системи фотоелектричного перетворювача, який відмічає положення границі "світло-тінь", яка створюється при освітленні об'єкта контролю, і реєстрації його параметрів за розміщенням перетворювача.
Фотоімпульсні прилади мають найбільше поширення, використовують перетворення лінійного розміру в електричний імпульс, довжина якого зв'язана з вимірюваним розміром і швидкістю модулюючого елемента. Застосування растрових пристроїв дозволяє дискретизувати світловий потік, який йде від об'єкта контролю, і одержати послідовність імпульсів, кількість яких зв'язане з розміром об'єкта контролю. Схема пристрою для фотометричного контролю діаметра оброблюваної деталі показана на рисунку 1.40
1 лампа ; 2 конденсор ; 3 ОК ; 4 діафрагма ; 5 - фотоелемент реєстрації обертів ; 6,7 лінзи ;8,9вимірюючі фотоелементи ; 10 модулятор ; 11, 12 підсилювачі вимірюваних електричних сигналів ; 13 суматор ; 14 формувач імпульсів ; 15 підсилювач імпульсів ; 16 блок логічної обробки ; 17 блок керування ; 18 лічильник ; 19 цивровий індикатор ; 20 ключ ; 21 генеретор імпульсів заповнення .
Рисунок 1.40 – Фотометричний метод вимірювання геометричних розмірів:
Тривалість імпульсу визначається довжиною зони, в якій іде світловий потік :
1,2=
,
(1.98)
де К1,2 - коефіцієнт, який враховує зміну поперечного перерізу світлового потоку за рахунок установки оптичних елементів Л1 і Л2 ; Х1,2-довжина зони між діафрагмою і контрольваною деталлю ; V - лінійна швидкість обтюратора (модулятора ) .
Очевидно,
що Х1+Х2=D0-D
і при однорідному освітленні не залежить
від зміщення об'єкта контролю в зоні
контролю. На виході суматора
,
(1.99)
Якщо
забезпечити К1=К2=К,
то одержимо:
(1.100)
Пристрої на основі фотоімпульсного перетворення можуть бути побудовані на базі інших елементів і блоків вторинної обробки сигналів.
Зокрема, дуже перспективним є застосування лінійних матриць на базі приладів із зарядовим зв'язком, на виході яких зразу одержують послідовність імпульсів, зв'язаних з поперечним розміром (світловими потоками Ф1 і Ф2), що значно спрощує прилади для контролю геометричних розмірів фотометричним способом і забезпечує кращі метрологічні показники
Фотометричний метод дефектоскопії реалізує оптичний дефектоскоп ОД-20Ф, призначений для контролю внутрішньої поверхні труб діаметром 30-146 мм при довжині до 12 м. Джерелом випромінювання служить лазер, що створює тонкий промінь. Оптико-механічна система направляє промінь вздовж твірної труби і сканує його по колу. Різні дефекти виступи, задири і т.п. затінюють промінь і створюють на другому кінці труби зміни в світловому потоці. Приймальна оптична система збирає світловий потік на ФЕП, який забезпечує високу швидкодію і великий сигнал. Дальше сигнал обробляється і видається інформація на екрані, а також на пристрій для відбракування труб.
Таким чином, використання фотометричного і подібних йому методів дає можливість вирішувати різні контрольні-вимірювальні задачі товщинометрів, дефектоскопії і контролю фізико-хімічних властивостей різних виробів і напівфабрикатів.