荧光渗透检测用LED黑光灯常见问题和注意事项

荧光渗透检测用LED黑光灯常见问题和注意事项

荧光渗透检测所用的紫外线也称黑光，所用的紫外线灯也称黑光灯。黑光波长范围约330～390nm，中心波长约365nm。老式黑光灯一般为高压水银蒸气黑光灯。随着科技发展，近几年出现了LED黑光灯。

LED黑光灯采用的是冷光源，主要优点有：

使用前无需预热；
频繁的开启或关闭不会降低灯的使用寿命（不使用时应及时关闭，有利于增加灯的使用寿命）；
使用过程中，黑光照度衰减缓慢。

主要缺点有：
部分渗透检测规范尚未批准使用LED黑光灯，或对使用有限制条件；
在离被检工件表面距离较近时，可能会产生光束不均匀的现象。

不均匀光束产生的原因

目前市场上用于荧光渗透检测的LED黑光灯，一般有一组LED光源。
由于各LED光源之间一般会存在间隙（图2中标注尺寸d），单个光源产生的光束为圆锥形，故当一组光源产生的光束照射在工件表面（距离较近）时，有可能会产生光束不均匀的现象（存在暗区）。

图3中的d’为LED黑光灯照射在工件表面时，存在光束不均匀现象时的距离。一般来说，LED黑光灯与被检测表面越近，越有可能在被检测表面产生不均匀的光束。
不均匀光束的应对措施

控制LED黑光灯与被检测表面的距离

图3中d’的测量方法为：
1开启LED黑光灯，在暗场环境下，将黑光垂直照射在深色平面上；
2将LED黑光灯从距离平面38cm处的地方缓慢垂直下移，同时注意观察平面上光束的均匀性；

3当平面上出现类似图1所示的光束不均匀现象时，停止移动LED黑光灯；

4测量此时平面距LED黑光灯的高度，该值即为d’。
在使用LED黑光灯时，应确保LED黑光灯到工件表面距离大于d’，且小于等于38cm。

购买LED黑光灯时选择光源间隙小的产品
观察图3,假设在其它条件均不改变的情况下，减小LED光源之间的间隙d，相应的d’也会随之减小。当d’值较小时，只有当LED黑光灯离工件表面过近时才会产生光束不均匀现象，因此，较小的d’值对使用LED黑光灯进行荧光渗透检测是有利的。所以在选购LED黑光灯时，应尽量选择光源间隙较小的产品。

LED黑光灯使用注意事项
配备合适的滤光片
虽然LED黑光灯生产厂家给出了相关的合格证明，但是用户在使用时应注意观察是否有异常情况产生。
例如：磁通公司生产的EV5000型LED黑光灯，在暗场环境下，黑光照射在工件表面时,背景光干扰较为严重，建议在使用前配备ZWB2型（或其它等效）滤光片，增加滤光片前后的效果如图4所示。
增加滤光片后注意照度的变化
用户在增加或更换滤光片后，应该重新测定黑光灯的黑光及漏白光照度，以确保符合规范要求。
图4所示的EV5000型LED黑光灯配备滤光片后，黑光照度降低幅度超过了1200μw/cm2 。

LED黑光灯的“合法性”
HB/Z 61-1998《渗透检验》、GJB 2367A-2005《渗透检验》、GE公司规范P3TF2-S29《Fluorescent Penetrant Inspection》以及P3TF47-S5《Fluorescent Penetrant Inspection》均未提及LED黑光灯的相关事项。
ASTM E1417-13《Standard Practice for Liquid Penetrant Testing》第7.8.4.1条规定了黑光灯的要求。
对于LED黑光灯，除了满足标准中规定的黑光灯的基本要求外，还应该注意下列事项：

LED黑光灯产生的黑光的峰值波长应在365～370nm之间，峰值波长可用分光辐射谱仪测量。应要求制造商提供相应的证明材料。

LED黑光灯具有散发过量白光的特性，高强度的黑光有可能减弱荧光或产生杂光，这些都会显著降低检测结果的可靠性。
罗·罗公司的规范RRP 58003 D版《Fluorescent Penetrant Inspection》第3.3.2.3.4条规定：125W自滤光黑光灯泡或LED黑光灯禁止使用。
普惠公司的规范FPM MASTER F版《Fluorescent Penetrant Inspection》附录B第1条规定了黑光灯的要求。

对于LED黑光灯，除了满足标准中规定的黑光灯的基本要求外，还应该注意下列事项

所有黑光灯（包括LED黑光灯）产生的黑光的峰值波长应在365±5nm之间。制造商应确保在使用温度下（10~40℃），该要求得到实现。
38.1cm处的黑光照度最大不超过10000μw/cm2 。
LED黑光手电灯不得用于全部检测区域（full field）的检测，但局部检测时可以使用（如焊缝的修理部位，在暗室外评估荧光显示等）。
当LED黑光手电灯间歇性地用于评估显示时，应在使用前和每班工作结束以后测量黑光的照度。
当LED黑光灯用于最终检测时，应该控制好黑光灯与被检测表面的距离，防止产生不均匀的光束。一般来说，LED黑光灯与被检测表面越近，越有可能在被检测表面产生不均匀的光束。
荧光渗透检测时，如果要使用LED黑光灯，应满足相关规范、标准的要求。