6.Приборы нк. Приборы визуализации изображений в нк

К приборам НК принято относить контрольноизмерительную аппаратуру, в кот исполь-

зуются проникающие поля, излучения и вещества для получения информации о качес-

тве исследуемых материалов и объектов а также собственное излучение объекта, хар-

щее его состояние (параметры, присутствие или отсутствие дефектов).

Различают три основных типа приборов неразрушающего контроля: приборы интро-

графии; приборы интроскопии; приборы интрометрии.

Первые из них предназначены для получения инф о контролируемом объекте путём

наблюдения его внутр статического изобр. Вторые: для получения инф об объекте путём наблюдения его внутр динамического изобр. Третьи - для получения инфы об объекте путём регистрации прошедшего через контролируемый объект испытательного сигнала (излучения) измерительными приборами.

К пассивным отн те методы, в результате кот в видимое для человека изображение

преобразуется собственное излучение от контролируемого объекта, несущее инфу о его

состоянии. А к активным относятся методы визуализации, преобразующие отражённое

или прошедшее через объект излучение от стороннего источника, воздействующего на

и сследуемый объекте а –активный. б-пассивный.

ПАа

Автоматизированном контроле, использующем методы визуализации дефектоскопируемых изображений, необходимо преобразование потока излучения от объекта, несущего информацию о его дефектах, в

электрический сигнал. Для этого чаще всего используются различные телевизионные

передающие трубки - растровые (многоэлементные) преобразователи изображений.

Простейшим растровым преобразователем изображений является электронно-оптический преобразователь (ЭОП)

1 – объектив, 2 - фотокатод; 3 - ускоряющий анод; 4 - люминисцентный экран; 5 - поток фотоэлектронов; 6 - стеклянный баллон.

Он преобразует изображение не в электрический сигнал, а в электронный поток, адекватный данному изображению, который бомбардирует люминесцентный экран, визуа-лизирующий это изображение.

Действие ЭОПа основано на явлении внеш фотоэффекта. ЭОП представляют собой

стеклянный цилиндр, внутри которого создаётся высокий вакуум . На внутр поверхности

торцов цилиндра наносят фотокотод и катодолюминофор. Между катодом и слоем

люминофора создаётся потенциал порядка 15-40 кВ. На фотокатод проецируют изобр,

при этом за счёт фотоэлектронной эмиссии возникает электронное изоб, плотность

электронов в кот соответствует распределению яркости в исходном оптическом

(рентгеновском, инфракрасном и др.) изображении. С пом электрического поля

электроны ускоряются и системой электостатических или магнитных линз фокусируются

на слое люминофора, вызывая его свечение. Изобр на люминесцентном экране наблю-

дается визуально или регистрируется с пом фотосъёмки или телевизионной камеры.

Простейшей телевизионной передающей трубкой является диссектор, который по

конструкции схож с ЭОПом, но по принципу действия отличен от него (параллельный

электронный поток преобразуется в последовательный электрический видеосигнал).

Диссекторы - это трубки, действие которых основано на внеш фотоэффекте. В них

развёртка осущ селекцией пучка эмиссии фотоэлектронов с помощью диафрагмы, за кот

расположен собирающий электрод. Фототок от каждого элемента идет на образование

сигнала в течение весьма короткого времени его попадания в диафрагму , а все осталь-

ное время до следующ попадания в диафрагму фототок остаётся неиспользованным.

Диссектор состоит из полупрозрачного фотокатода 2, анода 6 с отверстием 7 в центре,

размер кот равен одному элементу разложения изображения, и вторично электронного

умножителя 8, состоящего из нескольких динодов. В цепи последнего динода включён

резистор нагрузки 9. Снаружи располагаются строчные и кадровые катушки 4 и длинная

фокусирующая катушка 5. Между фотокатодом и анодом приложено ускоряющее напря-

жение. Соотв напряжения приложены и к динодам фотоумножителя. Оптическое изобр

объекта 1 проецируется на фотокатод и преобразуется в электронное изображение 3.

Электроны ускоряются приложенной между фотокатодом и анодом разностью потенци-

алов и направляются в сторону анода. Магнитное поле, создаваемое длинной фокуси-

рую-щей катушкой, фокусирует электронное изображение в плоскости анода. Электроны

одного из элементов электронного изображения попадают в центральное отверстие 7

анода 6. Проникая через него, они поступают во вторично-электронный умножитель, где

усиливаются и создают на нагрузочном резисторе 9 напряжение, соответствующее

фототоку данного элемента. Под действием отклоняющей системы электронное

изображение непрерывно развёртывается относительно отверстия 7 в горизонтальном и

вертикальном направлениях с выбранной частотой строк и кадров. Преимуществом

таких трубок являются: отсутствие термокатода, а следовательно, большая надёжность,

динамический диапазон, быстродействие, линейность световой характеристики,

устойчивая работа при восприятии подвижных объектов. Основная область применения

автоматизированные системы дефектоскопирования, диагностирования, контроля

непрерывного действия

1 - оптическое изображение объекта; 2 - фотокатод; 3 - электронное изображение; 4 - строчные и кад-ровые отклоняющие катушки; 5 - фокусирующая катушка; 6 -анод; 7 - отверстие; 8 - вторично-электронный умножитель; 9 - резистор нагрузки

В видиконах используется внутр фотоэффект, поэтому область спектральной чувстви-

тельности определяется границами его проявления 100-2500 нм, а при охлаждении она

может простираться до 4,5 мкм.

Изображание в видиконе проецируется на плоскую мищень из п/п материала, на кот.

накапливается потенциальный рельеф. Мишень сканируется элетронным лучом, подклю-

чающим считываемый участок к нагрузке. Рельеф при этом разрушается и восстанав-

ливается к моменту следующего прохода луча.

7.Радиоактивные и радиационные методы НК(Разновидности излучений. Природа

ретгеновского и гамма излучения).

Радиационные и радиоактивные методы НК базируются на «просвечивании» объектов

рентгеновским или гамма-излучением, потоками нейтронов, протонов или электронов с

непосредственной или последующей регистрацией теневого изображения

1 - источник; 2 - изделие; 3 - детектор; 4 – дефект

При прохождении через изделие, ионизирующее излуч ослабляется в результате поглощения и рассеяния. Степень

ослабления зав от толщины и плотности контролируемого объекта. При наличии в в-ве внутр дефектов с опред разме-рами резко изменяются интенсивность и энергия проходящего через эти дефекты пучка излучения.

В РНК используют следующие виды электромагнитных излучений и потоков

частиц: γ-излучение (λ<0.01 нм); рентгеновское излучение (0.01<λ<1.0 нм); потоки лёг-

ких заряженных частиц; потоки тяжёлых частиц.

Природа рентгеновского излуч - электронное взаимодействие атомов.Рент.излуч.

возникают в результате потери атомом внутреннего электрона (т.е. электрона на одном

из внутренних электронных уровней). При этом внешний электрон быстро переходит в

более низкое состояние с тем, чтобы заместить внутренний потерянный электрон, и

испускает квант энергии электромагнитного излучения с длиной волны от 0.01 до 1.0 нм.

Атомы могут терять электроны при их бомбардировке пучком электронов, ускоренных

до неск до нескольких десятков и сотен тысяч вольт.

1 - катод; 2 - фокусирующие пластины; 3 - нить накала; 4

- анод;5 - пучок электронов; 6 - поток рентгеновского излучения

Природа -излучения - взаимодействие элементарных частиц ядер атомов. Согласно корпускулярно-волновой теории ядро атома состоит из

набора нуклонов, удерживающихся между собой силами ядерного

взаимодействия, во много раз превышающими силы электростатического отталкивания.

Различают два типа нуклонов: нейтральные частицы - нейтроны и положительно

заряженные частицы - протоны, приблизительно равные по массе.

.-излучение - это электромагнитное излучение с длиной волны <0.01 нм. Оно

возникает в результате квантового перехода нуклона с высокого энергетического

уровня на более низкое. Высокие энергетические уровни нуклоны могут занимать в

возбуждённом состоянии. Возбуждение же ядра можно осуществить путём

бомбардировки ядер тяжёлых атомов свободными нейтронами. Например, если нейтрон

попадает в ядро U²³⁸ (238 -средний атомный вес), то образуется возбуждённое ядро

(U²³⁹)* . Это ядро распадается на обычное (не возбуждённое) ядро U²³⁹ и -квант:

(U²³⁹)*  U²³⁹ +  .Это явление называется У- распадом. Кроме распада ядра

тяжёлых атомов подвержены ещё и - и -распадам, продуктами которых являются -

и -частицы.