航空工業光學測量方式范文

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本文作者：王海玲單位：沈陽飛機工業(集團)有限公司計量處

1光度計量的基本原理及相關量值、單位

1.1光度計量的基本原理

常規光度計量的基本原理主要包括:加法原理、塔爾博特定律、距離平方反比定律、照度的余弦法則和朗伯定律五大組成部分。其中距離平方反比定律在計量工作中應用最廣。距離平方反比定律:點光源在垂直光線的方向上,光照度E與光源至被測點的距離L有E=I/L2,I為光強,即垂直于光線傳播方向的被照平面的照度與從光源到表面的距離平方成反比,此定律在航空工業光照度計量檢定中的作用非常重要。

1.2光度計量的相關量值與單位

航空工業光度計量常用的物理量,因其專業特點,主要有以下幾種。

(1)光通量:以標準光度觀察者的視覺特性評價的輻射通量,用符號φv表示。單位是流明。單位符號:lm。

(2)發光強度:在給定的立體角元內。由點光源發出的光通量除以該立體角元。符號:IV;單位坎德拉;單位符號:cd。

(3)光照度:照射到表面一點處的面元上的光通量除以該面元的面積。單位:勒克斯;單位符號lx;1lx=1lm/m2。

1.3光學計量的應用

在質量保證體系中,光學計量主要應用于對無損檢測相關工藝的計量要求和計量控制。其計量結果直接影響相關無損檢測工藝的準確性、可行性。光學計量在航空工業無損檢測中應用主要有以下兩點。

(1)光滲透檢查中的光學計量應用。光學計量直接應用于航空工業熒光滲透檢查,為確保熒光滲透檢查的質量,對熒光滲透檢查的設備、材料應按要求進行定期的計量檢定、校驗或控制。

(2)光磁粉檢查中光學計量的應用。磁粉檢查主要應用于對可被外加磁場磁化的鐵磁性零部件的無損檢測。在航空工業中主要應用于對航空工業專用鐵磁性零部件的質量控制。光學計量直接應用在其工藝控制之中。

2光照度計的檢定方法及量值傳遞

2.1常用光照度計的種類和工作原理

測量照度的儀器有目視照度計和光電照度計。目視照度計的使用較悠久,但由于測量不方便、精度不高,已很少被采用。

常用的光電照度計主要分兩種:

(1)硒光電池光電照度計;

(2)硅光電池光電照度計。

目前國防航空工業計量常用的數字式光電照度計是最近幾年才開始流行的,因其具有測量范圍廣(約10-4～105勒克斯),性能穩定其測量精度多達±1%,受到了廣大用戶歡迎。目前常用數字式照度計主要有北京師范大學生產的光照度計ST-80C及北京師范大學早期產品ST-80A、ST-80B等。

2.2光照度計的檢定

光照度計在正常使用一段時間后,光電池的靈敏度會發生變化,光照度計內部的微安表或數字式儀表也會因時間等因素發生相應的改變,加上其他一些因素都會影響照度計量值的可靠性。因此,需要定期的重新檢定。經常使用的照度計一年內應檢定1～2次。檢定時將光電池和2856K的光強標準燈分別裝在滑車上,光電池接受面正對著標準燈,標準光電池接受面和燈絲平面使他們的中心位于同一條水平測量軸線上,且垂直于該軸線,校正好滑車上的游標位置,然后把載有光電池的滑車固定于光軌的一端,在光電池與標準燈之間的適當位置放上帶孔擋屏,用以消除雜散光。根據被檢照度計的精度要求,選用不同級別的電測儀表控制標準燈的電流值,通常狀態下發光強度標準燈由穩流穩壓電源供電,供電線路上接標準電阻通過測量標準電阻的電壓值來控制通過標準燈的電流,進而保證標準燈發光強度穩定。標準燈在額定電流下點燃,穩定后,將標準燈由光軌的一端逐漸移進光電池,在不同的距離,在接受面上產生不同的照度Ei,對應顯示儀表上的指示值,用距離平方反比定律進行計算:Ei=I/L2式中,I為標準燈的光強值,L為燈絲平面到光電池接收面的距離。由上式可求得顯示儀表上各指示值所對應的實際照度值。一般對照度計的每一檔檢定五個點。然后以表上的指示值為縱坐標,對應的實際照度值為橫坐標,畫出校正曲線(如圖1)。光照度計的量值傳遞(如圖2)。

3一級照度標準裝置

一級照度標準主要由主標準器和主體配套設備組成。

(1)主標準器。①發光強度標準燈:BDQ7型,測量范圍15lx～3000lx;②標準照度計:BS-1C型,測量范圍0.1～2×105lx。

(2)主要配套設備。①光度測量裝置:規格6m,測量范圍15～3000lx;②穩流穩壓電源:MPS1004,測量范圍0.1～2×105lx;③數字多用表:6.5位數字多用表;④標準電阻:0.01Ω標準電阻。

(3)實驗條件。①實驗室溫度:(20±5)℃;②實驗室濕度:＜80%RH;③遮光設備:要求具有遮光窗簾和光軌幕簾。

4結語

光學計量工作對于完善國防航空工業計量保證體系,健全航空計量保障手段,發揮著極其重要的作用,提高計量保證、檢測分析服務效能的具體體現。