航空工业光学测量方式范文

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本文作者：王海玲单位：沈阳飞机工业(集团)有限公司计量处

1光度计量的基本原理及相关量值、单位

1.1光度计量的基本原理

常规光度计量的基本原理主要包括:加法原理、塔尔博特定律、距离平方反比定律、照度的余弦法则和朗伯定律五大组成部分。其中距离平方反比定律在计量工作中应用最广。距离平方反比定律:点光源在垂直光线的方向上,光照度E与光源至被测点的距离L有E=I/L2,I为光强,即垂直于光线传播方向的被照平面的照度与从光源到表面的距离平方成反比,此定律在航空工业光照度计量检定中的作用非常重要。

1.2光度计量的相关量值与单位

航空工业光度计量常用的物理量,因其专业特点,主要有以下几种。

(1)光通量:以标准光度观察者的视觉特性评价的辐射通量,用符号φv表示。单位是流明。单位符号:lm。

(2)发光强度:在给定的立体角元内。由点光源发出的光通量除以该立体角元。符号:IV;单位坎德拉;单位符号:cd。

(3)光照度:照射到表面一点处的面元上的光通量除以该面元的面积。单位:勒克斯;单位符号lx;1lx=1lm/m2。

1.3光学计量的应用

在质量保证体系中,光学计量主要应用于对无损检测相关工艺的计量要求和计量控制。其计量结果直接影响相关无损检测工艺的准确性、可行性。光学计量在航空工业无损检测中应用主要有以下两点。

(1)光渗透检查中的光学计量应用。光学计量直接应用于航空工业荧光渗透检查,为确保荧光渗透检查的质量,对荧光渗透检查的设备、材料应按要求进行定期的计量检定、校验或控制。

(2)光磁粉检查中光学计量的应用。磁粉检查主要应用于对可被外加磁场磁化的铁磁性零部件的无损检测。在航空工业中主要应用于对航空工业专用铁磁性零部件的质量控制。光学计量直接应用在其工艺控制之中。

2光照度计的检定方法及量值传递

2.1常用光照度计的种类和工作原理

测量照度的仪器有目视照度计和光电照度计。目视照度计的使用较悠久,但由于测量不方便、精度不高,已很少被采用。

常用的光电照度计主要分两种:

(1)硒光电池光电照度计;

(2)硅光电池光电照度计。

目前国防航空工业计量常用的数字式光电照度计是最近几年才开始流行的,因其具有测量范围广(约10-4～105勒克斯),性能稳定其测量精度多达±1%,受到了广大用户欢迎。目前常用数字式照度计主要有北京师范大学生产的光照度计ST-80C及北京师范大学早期产品ST-80A、ST-80B等。

2.2光照度计的检定

光照度计在正常使用一段时间后,光电池的灵敏度会发生变化,光照度计内部的微安表或数字式仪表也会因时间等因素发生相应的改变,加上其他一些因素都会影响照度计量值的可靠性。因此,需要定期的重新检定。经常使用的照度计一年内应检定1～2次。检定时将光电池和2856K的光强标准灯分别装在滑车上,光电池接受面正对着标准灯,标准光电池接受面和灯丝平面使他们的中心位于同一条水平测量轴线上,且垂直于该轴线,校正好滑车上的游标位置,然后把载有光电池的滑车固定于光轨的一端,在光电池与标准灯之间的适当位置放上带孔挡屏,用以消除杂散光。根据被检照度计的精度要求,选用不同级别的电测仪表控制标准灯的电流值,通常状态下发光强度标准灯由稳流稳压电源供电,供电线路上接标准电阻通过测量标准电阻的电压值来控制通过标准灯的电流,进而保证标准灯发光强度稳定。标准灯在额定电流下点燃,稳定后,将标准灯由光轨的一端逐渐移进光电池,在不同的距离,在接受面上产生不同的照度Ei,对应显示仪表上的指示值,用距离平方反比定律进行计算:Ei=I/L2式中,I为标准灯的光强值,L为灯丝平面到光电池接收面的距离。由上式可求得显示仪表上各指示值所对应的实际照度值。一般对照度计的每一档检定五个点。然后以表上的指示值为纵坐标,对应的实际照度值为横坐标,画出校正曲线(如图1)。光照度计的量值传递(如图2)。

3一级照度标准装置

一级照度标准主要由主标准器和主体配套设备组成。

(1)主标准器。①发光强度标准灯:BDQ7型,测量范围15lx～3000lx;②标准照度计:BS-1C型,测量范围0.1～2×105lx。

(2)主要配套设备。①光度测量装置:规格6m,测量范围15～3000lx;②稳流稳压电源:MPS1004,测量范围0.1～2×105lx;③数字多用表:6.5位数字多用表;④标准电阻:0.01Ω标准电阻。

(3)实验条件。①实验室温度:(20±5)℃;②实验室湿度:＜80%RH;③遮光设备:要求具有遮光窗帘和光轨幕帘。

4结语

光学计量工作对于完善国防航空工业计量保证体系,健全航空计量保障手段,发挥着极其重要的作用,提高计量保证、检测分析服务效能的具体体现。