航空工業(yè)光學(xué)測量方式范文

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本文作者：王海玲單位：沈陽飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限公司計(jì)量處

1光度計(jì)量的基本原理及相關(guān)量值、單位

1.1光度計(jì)量的基本原理

常規(guī)光度計(jì)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(jì)量工作中應(yīng)用最廣。距離平方反比定律:點(diǎn)光源在垂直光線的方向上,光照度E與光源至被測點(diǎn)的距離L有E=I/L2,I為光強(qiáng),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(yè)光照度計(jì)量檢定中的作用非常重要。

1.2光度計(jì)量的相關(guān)量值與單位

航空工業(yè)光度計(jì)量常用的物理量,因其專業(yè)特點(diǎn),主要有以下幾種。

(1)光通量:以標(biāo)準(zhǔn)光度觀察者的視覺特性評(píng)價(jià)的輻射通量,用符號(hào)φv表示。單位是流明。單位符號(hào):lm。

(2)發(fā)光強(qiáng)度:在給定的立體角元內(nèi)。由點(diǎn)光源發(fā)出的光通量除以該立體角元。符號(hào):IV;單位坎德拉;單位符號(hào):cd。

(3)光照度:照射到表面一點(diǎn)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(hào)lx;1lx=1lm/m2。

1.3光學(xué)計(jì)量的應(yīng)用

在質(zhì)量保證體系中,光學(xué)計(jì)量主要應(yīng)用于對(duì)無損檢測相關(guān)工藝的計(jì)量要求和計(jì)量控制。其計(jì)量結(jié)果直接影響相關(guān)無損檢測工藝的準(zhǔn)確性、可行性。光學(xué)計(jì)量在航空工業(yè)無損檢測中應(yīng)用主要有以下兩點(diǎn)。

(1)光滲透檢查中的光學(xué)計(jì)量應(yīng)用。光學(xué)計(jì)量直接應(yīng)用于航空工業(yè)熒光滲透檢查,為確保熒光滲透檢查的質(zhì)量,對(duì)熒光滲透檢查的設(shè)備、材料應(yīng)按要求進(jìn)行定期的計(jì)量檢定、校驗(yàn)或控制。

(2)光磁粉檢查中光學(xué)計(jì)量的應(yīng)用。磁粉檢查主要應(yīng)用于對(duì)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(yè)中主要應(yīng)用于對(duì)航空工業(yè)專用鐵磁性零部件的質(zhì)量控制。光學(xué)計(jì)量直接應(yīng)用在其工藝控制之中。

2光照度計(jì)的檢定方法及量值傳遞

2.1常用光照度計(jì)的種類和工作原理

測量照度的儀器有目視照度計(jì)和光電照度計(jì)。目視照度計(jì)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(jì)主要分兩種:

(1)硒光電池光電照度計(jì);

(2)硅光電池光電照度計(jì)。

目前國防航空工業(yè)計(jì)量常用的數(shù)字式光電照度計(jì)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(wěn)定其測量精度多達(dá)±1%,受到了廣大用戶歡迎。目前常用數(shù)字式照度計(jì)主要有北京師范大學(xué)生產(chǎn)的光照度計(jì)ST-80C及北京師范大學(xué)早期產(chǎn)品ST-80A、ST-80B等。

2.2光照度計(jì)的檢定

光照度計(jì)在正常使用一段時(shí)間后,光電池的靈敏度會(huì)發(fā)生變化,光照度計(jì)內(nèi)部的微安表或數(shù)字式儀表也會(huì)因時(shí)間等因素發(fā)生相應(yīng)的改變,加上其他一些因素都會(huì)影響照度計(jì)量值的可靠性。因此,需要定期的重新檢定。經(jīng)常使用的照度計(jì)一年內(nèi)應(yīng)檢定1～2次。檢定時(shí)將光電池和2856K的光強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)燈分別裝在滑車上,光電池接受面正對(duì)著標(biāo)準(zhǔn)燈,標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)燈之間的適當(dāng)位置放上帶孔擋屏,用以消除雜散光。根據(jù)被檢照度計(jì)的精度要求,選用不同級(jí)別的電測儀表控制標(biāo)準(zhǔn)燈的電流值,通常狀態(tài)下發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈由穩(wěn)流穩(wěn)壓電源供電,供電線路上接標(biāo)準(zhǔn)電阻通過測量標(biāo)準(zhǔn)電阻的電壓值來控制通過標(biāo)準(zhǔn)燈的電流,進(jìn)而保證標(biāo)準(zhǔn)燈發(fā)光強(qiáng)度穩(wěn)定。標(biāo)準(zhǔn)燈在額定電流下點(diǎn)燃,穩(wěn)定后,將標(biāo)準(zhǔn)燈由光軌的一端逐漸移進(jìn)光電池,在不同的距離,在接受面上產(chǎn)生不同的照度Ei,對(duì)應(yīng)顯示儀表上的指示值,用距離平方反比定律進(jìn)行計(jì)算:Ei=I/L2式中,I為標(biāo)準(zhǔn)燈的光強(qiáng)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(duì)應(yīng)的實(shí)際照度值。一般對(duì)照度計(jì)的每一檔檢定五個(gè)點(diǎn)。然后以表上的指示值為縱坐標(biāo),對(duì)應(yīng)的實(shí)際照度值為橫坐標(biāo),畫出校正曲線(如圖1)。光照度計(jì)的量值傳遞(如圖2)。

3一級(jí)照度標(biāo)準(zhǔn)裝置

一級(jí)照度標(biāo)準(zhǔn)主要由主標(biāo)準(zhǔn)器和主體配套設(shè)備組成。

(1)主標(biāo)準(zhǔn)器。①發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈:BDQ7型,測量范圍15lx～3000lx;②標(biāo)準(zhǔn)照度計(jì):BS-1C型,測量范圍0.1～2×105lx。

(2)主要配套設(shè)備。①光度測量裝置:規(guī)格6m,測量范圍15～3000lx;②穩(wěn)流穩(wěn)壓電源:MPS1004,測量范圍0.1～2×105lx;③數(shù)字多用表:6.5位數(shù)字多用表;④標(biāo)準(zhǔn)電阻:0.01Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻。

(3)實(shí)驗(yàn)條件。①實(shí)驗(yàn)室溫度:(20±5)℃;②實(shí)驗(yàn)室濕度:＜80%RH;③遮光設(shè)備:要求具有遮光窗簾和光軌幕簾。

4結(jié)語

光學(xué)計(jì)量工作對(duì)于完善國防航空工業(yè)計(jì)量保證體系,健全航空計(jì)量保障手段,發(fā)揮著極其重要的作用,提高計(jì)量保證、檢測分析服務(wù)效能的具體體現(xiàn)。