CN104483301B - 磁粉荧光系数测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够准确测试磁粉的荧光系数的荧光系数测试仪。磁粉荧光系数测试仪，由紫外辐射光源、荧光亮度测试系统、紫外辐射能量测试系统、磁粉样品盒、样品承载台高度调节装置、测试台和样品承载台构成。其中，所述紫外辐射能量测试系统中包括紫外辐射能量测试探头，所述紫外辐射能量测试探头接收到的紫外辐射光信号经紫外辐射能量测试系统处理后得到紫外辐射能量值；所述荧光亮度测试系统中包括荧光亮度测试探头，所述荧光亮度测试探头接收到的磁粉表面发出的荧光经荧光亮度测试系统后得到荧光亮度值。本发明能够准确测试磁粉的荧光系数及荧光系数稳定性，满足相关国际、国家标准对无损检测磁粉的技术要求。

Description

磁粉荧光系数测试仪

技术领域

本发明涉及一种测试技术，特别是涉及一种能够准确测试磁粉的荧光系数及荧光系数稳定性的荧光系数测试仪。

背景技术

荧光是指一种光致发光的冷发光现象。当某种物质经某种波长的入射光(通常是紫外线或X射线)照射，吸收光能后进入激发态，发出比入射光的波长较长的出射光(通常波长在可见光波段)，而且一旦停止入射光，发光现象也随之立即消失。具有这种性质的出射光就被称之为荧光。用于探伤的磁粉就是这样的物质，在紫外线辐照的情况下产生可见的荧光。

传统测量磁粉的方法是测量磁粉的荧光亮度值，具体是通过一种标准荧光亮度标准板的方法来判断磁粉荧光质量的好坏，而荧光亮度标准板是否准确没有监测的手段，所以该测试方法很不科学。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够准确测试磁粉的荧光系数的荧光系数测试仪。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：磁粉荧光系数测试仪，由紫外辐射光源、荧光亮度测试系统、紫外辐射能量测试系统、磁粉样品盒、样品承载台高度调节装置、测试台和样品承载台构成，其中，所述紫外辐射能量测试系统中包括紫外辐射能量测试探头，所述紫外辐射能量测试探头接收到的紫外辐射光信号经紫外辐射能量测试系统处理后得到紫外辐射能量值；所述荧光亮度测试系统中包括荧光亮度测试探头，所述荧光亮度测试探头接收到的磁粉表面发出的荧光经荧光亮度测试系统后得到荧光亮度值。

进一步的，所述紫外辐射能量测试探头测试到的紫外辐射能量就是磁粉样品盒中的磁粉表面接收到的紫外辐射能量。

进一步的，所述样品承载台通过样品承载台高度调节装置调节高度。

进一步的，所述样品承载台高度调节装置是丝杆。

进一步的，所述样品承载台设置在测试台上，所述样品承载台将紫外辐射能量测试探头及磁粉样品盒分别置于仪器的测试窗口正下方。

进一步的，还包括紫外辐照光源，所述紫外辐照光源用于磁粉的荧光系数稳定性的测试。

进一步的，所述紫外辐照光源采用双层套筒结构，内筒与外筒通过螺纹连接，在所述外筒下方设置有调节筒，所述调节筒与外筒通过螺纹连接，所述调节筒可调节紫外辐照光源窗口处紫外辐射光的光强，在所述内筒中设置有紫外灯。

进一步的，在所述内筒与外筒上均设置有若干通孔，且所述内筒与外筒上的通孔都错位设置。

进一步的，所述紫外辐射能量测试系统由光谱特性与紫外辐射光谱相匹配的紫外辐射能量测试探头、I/V转换、定标电路、A/D电路、D/A电路和数字显示仪表组成，所述紫外辐射能量测试探头测试到的光信号经数字电路处理后采用数字显示仪表显示。

进一步的，所述荧光亮度测试系统由荧光亮度测试探头、I/V转换、定标电路、A/D电路、D/A电路和数字显示仪表组成，所述荧光亮度测试探头测试出磁粉被紫外激发产生发出的荧光值，经数字电路处理后采用数字显示仪表显示。

本发明的有益效果是：本发明能够准确测试磁粉的荧光系数及荧光系数稳定性，满足相关国际、国家标准对无损检测磁粉的技术要求对磁粉的荧光系数及荧光系数稳定性进行准确测试。

附图说明

图1是本发明的测试仪的结构示意图。

图2是本发明的紫外辐照光源的剖视图。

图3是本发明的紫外辐照光源的调节筒的剖视图。

图4是本发明的紫外辐照光源的内筒的主视图。

图5是本发明的紫外辐射能量测试系统的结构框图。

图6是本发明的荧光亮度测试系统的结构框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的磁粉荧光系数测试仪由紫外辐射光源1、荧光亮度测试系统3、紫外辐射能量测试系统5、磁粉样品盒6、样品承载台高度调节装置7、紫外辐照光源8、测试台9和样品承载台10构成，其中，紫外辐射能量测试系统5中包括紫外辐射能量测试探头4，紫外辐射能量测试探头4与磁粉样品盒6外径一致，可手动互换置于仪器的测试窗口，紫外辐射能量测试探头4测试到的紫外辐射能量刚好就是磁粉样品盒6中的磁粉表面接收到的紫外辐射能量，紫外辐射能量测试探头4接收到的紫外辐射光信号经紫外辐射能量测试系统5处理后，直接在仪器的面板上显示测试到的磁粉样品盒6表面位置处的紫外辐射能量值。荧光亮度测试系统3中包括荧光亮度测试探头2，荧光亮度测试探头2接收到的磁粉样品盒6中的磁粉表面发出的荧光经荧光亮度测试系统3后直接在仪器的面板上显示测试到的荧光亮度值。

上述样品承载台10可以通过样品承载台高度调节装置7调节高度，该样品承载台高度调节装置7可以是丝杆，样品承载台10设置在测试台9上，样品承载台10可将紫外辐射能量测试探头4及磁粉样品盒6分别置于仪器的测试窗口正下方，图1显示的就是样品承载台10将磁粉样品盒6置于仪器的测试窗口正下方的结构示意图。

上述紫外辐照光源8用于磁粉的荧光系数稳定性的测试，紫外辐照光源8采用独特的双层套筒结构，内筒11与外筒12通过螺纹连接，在外筒12下方设置有调节筒13，调节筒13与外筒12也通过螺纹连接，调节筒13可以调节紫外辐照光源8窗口处紫外辐射光的光强，在内筒11中设置有紫外灯14；在内筒11与外筒12上均设置有若干通孔15，且内筒11与外筒12上的通孔15都错位设置，这样既能散热又无紫外辐射泄漏，如图2-图4所示。工作时，可以通过旋转调节筒13来调节紫外灯14与测试物体之间的距离，从而达到调节紫外辐照光源8窗口处紫外辐射光的光强，使其能满足磁粉样品所需的20W/m²紫外线辐射强度的要求。

上述紫外辐射能量测试系统5由光谱特性与紫外辐射光谱相匹配的紫外辐射能量测试探头4、I/V转换、定标电路、A/D电路、D/A电路和数字显示仪表组成，如图5所示，紫外辐射能量测试探头4测试到的光信号经数字电路处理后采用数字显示仪表显示，系统可随时测试仪器的测试窗口处的紫外光辐射值和紫外辐照光源8的辐射值。荧光亮度测试系统3由高稳定性、低暗电流、动态线性范围宽的荧光亮度测试探头2、I/V转换、定标电路、A/D电路、D/A电路和数字显示仪表组成，如图6所示，荧光亮度测试探头2测试出磁粉被紫外激发产生发出的荧光值，经数字电路处理后也采用数字显示仪表显示。荧光亮度测试探头2配有精密设计制做的V(λ)修正滤光器,其相对光谱响应度分布与国际照明委员会(CIE)规定的人眼明视觉函数相一致，达到国家一级光度标准，可以准确测试磁粉的荧光亮度值。

本发明的紫外辐射测试范围为：0.1W/m²～200W/m²；荧光亮度测试范围为：0.1cd/m²～1999cd/m²；磁粉窗口的紫外辐射强度为：10W/m²～15W/m²；荧光系数稳定性测量时紫外辐照光源8提供的辐射源强度＞20W/m²，通过调节可刚好为20W/m²。

本发明的磁粉的荧光系数的测试方法包括以下步骤：

1)将各连接线接好，打开电源开关，开机预热10min～15min，将紫外辐射能量测试探头4反扣在工作台8上(也可放在其他位置，目的是无任何光辐射影响紫外辐射能量值的零位校准)，调节紫外辐射能量值数字显示仪表下面的“调零”旋钮，使紫外辐射能量值显示为00.0，紫外辐射能量值的零位校准完毕；

2)将紫外辐射能量测试探头4置于样品承载台10上，旋转样品承载台10的丝杆，使紫外辐射能量测试探头4上升至仪器的测试窗口位置并紧密接触，紫外辐射能量测试探头4测试到的光信号经数字电路处理后采用数字显示仪表显示，读取此时的紫外辐射能量值Ee，单位W/m²，Ee的测量值应在10W/m²～15W/m²范围内；

3)测试完毕后反向旋转样品承载台10的丝杆，取下紫外辐射能量测试探头4，然后进行荧光亮度值的零位校准，首先旋转样品承载台10的丝杆，上升至测量窗口位置并紧密接触，调节荧光亮度值数字显示仪表下面的“调零”旋钮，使荧光亮度值显示为00.0，零位校准完毕，如果样品承载台10上遗留有磁粉的话，一定要擦拭干净，以免影响零位校准；

4)将被测荧光磁粉松散装入磁粉样品盒6内，用直尺刮平，擦去磁粉样品盒6外部的残余磁粉，然后将装满磁粉的磁粉样品盒6放置于样品承载台10上，旋转样品承载台10的丝杆，使磁粉样品盒6上升至测量窗口位置并紧密接触，如图1所示，紫外辐射光源1照射磁粉样品盒6中的磁粉，荧光亮度测试探头2测试出磁粉被紫外光激发产生发出的荧光值，经数字电路处理后采用数字显示仪表显示，读取此时的荧光亮度值L1，单位cd/m²。再重复2次，分别得到亮度值L2、L3，然后取三次测量的平均值，得到L，通过下述公式(1)得到荧光系数β1，单位：cd/W。

β1＝L/Ee (1)

本发明的磁粉的荧光系数稳定性的测试方法包括以下步骤：

1)打开辐照度大于20W/m²的紫外辐照光源8，预热5分钟，将紫外辐射能量测试探头4放置在操作台(即测试台9)上，将紫外辐照光源8扣在紫外辐射能量测试探头4上，旋转紫外辐照光源8的调节筒13，经紫外辐射能量测试系统5测试紫外辐照光源8的输出辐射值，使紫外辐照光源8的紫外辐射光强值为所需的20W/m²，然后取出紫外辐射能量测试探头4；

2)将装满磁粉的磁粉样品盒6置于紫外辐照光源8的辐照口处，辐照30min±10s，取出磁粉样品盒6安装到样品承载台10上，按上述步骤4)再次测量荧光亮度值，并计算出磁粉的荧光系数β2，荧光系数稳定性S按下面公式(2)计算，从而测量出磁粉的荧光系数稳定性。

$S=\frac{\mathrm{\β}1-\mathrm{\β}2}{\mathrm{\β}1}\×100\%---\left(2\right)$

Claims (10)

1.磁粉荧光系数测试仪，其特征在于：由紫外辐射光源(1)、荧光亮度测试系统(3)、紫外辐射能量测试系统(5)、磁粉样品盒(6)、样品承载台高度调节装置(7)、测试台(9)和样品承载台(10)构成，其中，所述紫外辐射能量测试系统(5)中包括紫外辐射能量测试探头(4)，所述紫外辐射能量测试探头(4)接收到的紫外辐射光信号经紫外辐射能量测试系统(5)处理后得到紫外辐射能量值；所述荧光亮度测试系统(3)中包括荧光亮度测试探头(2)，所述荧光亮度测试探头(2)接收到的磁粉表面发出的荧光经荧光亮度测试系统(3)后得到荧光亮度值。

2.如权利要求1所述的磁粉荧光系数测试仪，其特征在于：所述紫外辐射能量测试探头(4)测试到的紫外辐射能量就是磁粉样品盒(6)中的磁粉表面接收到的紫外辐射能量。

3.如权利要求1所述的磁粉荧光系数测试仪，其特征在于：所述样品承载台(10)通过样品承载台高度调节装置(7)调节高度。

4.如权利要求3所述的磁粉荧光系数测试仪，其特征在于：所述样品承载台高度调节装置(7)是丝杆。

5.如权利要求1所述的磁粉荧光系数测试仪，其特征在于：所述样品承载台(10)设置在测试台(9)上，所述样品承载台(10)将紫外辐射能量测试探头(4)及磁粉样品盒(6)分别置于仪器的测试窗口正下方。

6.如权利要求1所述的磁粉荧光系数测试仪，其特征在于：还包括紫外辐照光源(8)，所述紫外辐照光源(8)用于磁粉的荧光系数稳定性的测试。

7.如权利要求6所述的磁粉荧光系数测试仪，其特征在于：所述紫外辐照光源(8)采用双层套筒结构，内筒(11)与外筒(12)通过螺纹连接，在所述外筒(12)下方设置有调节筒(13)，所述调节筒(13)与外筒(12)通过螺纹连接，所述调节筒(13)可调节紫外辐照光源(8)窗口处紫外辐射光的光强，在所述内筒(11)中设置有紫外灯(14)。

8.如权利要求7所述的磁粉荧光系数测试仪，其特征在于：在所述内筒(11)与外筒(12)上均设置有若干通孔(15)，且所述内筒(11)与外筒(12)上的通孔(15)都错位设置。

9.如权利要求1所述的磁粉荧光系数测试仪，其特征在于：所述紫外辐射能量测试系统(5)由光谱特性与紫外辐射光谱相匹配的紫外辐射能量测试探头(4)、I/V转换、定标电路、A/D电路、D/A电路和数字显示仪表组成，所述紫外辐射能量测试探头(4)测试到的光信号经数字电路处理后采用数字显示仪表显示。

10.如权利要求1所述的磁粉荧光系数测试仪，其特征在于：所述荧光亮度测试系统(3)由荧光亮度测试探头(2)、I/V转换、定标电路、A/D电路、D/A电路和数字显示仪表组成，所述荧光亮度测试探头(2)测试出磁粉被紫外激发产生发出的荧光值，经数字电路处理后采用数字显示仪表显示。