Методическое пособие по ВК 2016. Методическое пособие Испытания и неразрушающие методы контроля визуально-оптический метод контроля (Сварные соединения и обработанные изделия) Разработал Хатько В. В. 2016 2

21
2.6 Контрастная чувствительность зрения. Яркостной контраст объекта. Пороговый контраст.
Видимость объектов. Классификация дефектов по величине яркостного контраста.
Контрастная чувствительность - характеризует способность зрительной системы воспринимать и анализировать распределение яркостей в поле зрения.

Контраст – свойство объекта выделяться на общем фоне.
 Контрастная чувствительность зрения – способность глаза замечать различие нескольких
объектов, находящихся в непосредственном соприкосновении.
Коэффициентом – яркостного контраста принимается отношение:
К = (В
ф
– В
д
) / В
ф
;
Где, К – яркостной контраст изображения; В
ф
– яркость фона; В
д
– яркость изображения дефекта.
Следовательно, контраст различают:
1. Большой контраст К ≥ 0,5 (50%);
2. Средний контраст 0,2 <К ≤ 0,5;
3. Малый контраст К ≤ 0,2 (20%).
 Предельно малую величину контраста различимую оператором - называют порогом
контрастной чувствительности (пороговый контраст).
К
пор
≈ 0,01 – 0,02 (1-2%) при зрении 1,0.
При решении практических задач, связанных с однозначным распознаванием дефектов контраст должна быть от 65 до 85%.
Задачу обнаружения дефекта на фоне с яркостью В
ф
(L
ф
) можно рассматривать как выделение сигнала из шума. При этом шум создается как квантовыми флуктуациями светового потока, так и собственными шумами зрительной системы (спонтанное разложение зрительных пигментов в фоторецепторах, спонтанные разряды в нервных волокнах) и присутствует всегда, а сигнал может быть или не быть.
 Видимость объекта контроля определяется – отношением реального контраста к пороговому.
V = K/K
пор
Где, К – коэффициент яркостного контраста объекта контроля; К
пор
– пороговый контраст оператора
(индивидуально у человека), взятые с вероятностью обнаружения P=0,5.
Пример: В тумане К = 0, тогда и V = 0 и не зависит от К
пор
любого человека.
Видимость измеряется числом порогов и характеризует способность зрительного анализатора обнаруживать объекты наблюдения без различия их формы или опознавания объектов, т.е. отношения к определенному классу (дефекту).

Основное условие видимости – наличие контраста между объектом контроля и фоном.
Видимость – степень различимости объекта контроля:
- хорошая видимость
- средняя видимость
- плохая видимость
2.7 Дефекты оптической системы глаза. Явление иррадиации и обратной иррадиации. Учет
иррадиации при выборе освещенности при визуальном контроле. Временная характеристика зрения.
Время возникновения зрительного ощущения.

22
Главный фокус оптической системы глаза может находится в трех положениях: на сетчатке перед не и за ней.
Нормальный глаз (1,0) при покое аккомодации фиксирует изображение удаленных предметов на сетчатке – такой глаз называют эмметропическим, а если условие не выполняется
аметропическим.
При близорукости (миопия) – лучи фокусируются перед сетчаткой, преломляющая сила глаза избыточна, поэтому лучи от далекого предмета фокусируются не на сетчатке, а перед ней и дальше расходятся, образуя размытое пятно.
При дальнозоркости (гиперметропия) – лучи фокусируются за сетчаткой, это связано с недостаточной преломляющей способностью глаза, или с укороченной формой глазного яблока.
Вследствие этого лучи параллельного пучка света фокусировались бы за сетчаткой, если бы они могли за нее пройти.
Дефекты зрения различают не только по виду, но и по степени.
Чем дальше находится фокус от сетчатки, тем выше степень аметропии.
Степень аметропии измеряют преломляющей силой линзы, исправляющей дефект зрения, то есть возвращающей фокус на сетчатку, при этом для близорукости аметропия отрицательна, для
дальнозоркости – положительна.
Астигматизм – является сочетанием в одном глазу разных видов аметропии или аметропии одного и того же вида, но разной степени.
Астигматизм чаще всего обусловлен несимметричностью поверхности роговицы относительно оптической оси (роговица представляет собой не поверхность шара, где все радиусы равны, а отрезок эллипсоида вращения, где каждый радиус имеет свою длину). Часто астигматичным бывает хрусталик.
Сферическая аберрация – возникает в силу того, что периферические отделы хрусталика преломляют параллельные монохроматические лучи сильнее центральных.
Сферическая аберрация проявляется только в сумерках, когда зрачок расширен.
Хроматическая аберрация – проявляется в большем преломлении света с меньшей длинной волны.
Поэтому синие предметы, требующие меньшей аккомодации, кажутся более удаленными, чем расположенные на том же расстоянии красные.
Зрение далеко не так просто, как кажется на первый взгляд, недостаточно иметь глаза и воспринимать на их сетчатке изображение, но необходимо еще провести некоторую переработку раздражения в мозге.
Другими словами – чтобы действительно видеть, особенно при визуальном контроле ответственной
продукции, недостаточно только видеть, но надо понимать, что видишь.
Исследование процессов опознавания разных свойств зрительного изображения показали, что система (глаз-мозг) при опознании работает быстро и правильно, когда она натренирована в поиске и расшифровке интересующих отклонений. Если задача поиска и опознавания непривычна, то почти всегда следует ошибка.
 Оптическая иллюзия – неадекватные представления о предмете, выходящие за рамки обычной ошибки восприятия
: ошибки в оценке и сравнении между собой длин отрезков, величин углов, расстояний между элементами изображений, в восприятии формы их элементов и т.д.
Ошибки эти весьма многочисленны и разнообразны, и удовлетворительные объяснения конкретных причин, вызывающих появление оптических иллюзий, отсутствует.
К оптическим иллюзиям относя явления:

23
 Иррадиация – оптическая иллюзия, явление кажущегося увеличения размеров белых (светлых) элементов изображения на черном (темном) фоне (при сравнительно большой яркости белого элемента).
 Отрицательная (обратная) иррадиация – оптическая иллюзия, явление кажущегося уменьшения размеров черных (темных) элементов на белом (светлом) фоне.
Величина иррадиации растет при увеличении яркости светлого фона или светло элемента.
Иррадиация обусловлена оптическими недостатками глаза (аберрацией – сферической и хроматической), дифракционными явлениями глаза, так же несовершенной установкой глаза на рассматриваемые элементы изображения.
В жизни каждого встречаются случаи, когда он своим воображением дополняет изображение деталями, отсутствующими в рассматриваемой картине (феномен образа). Это доказывает то, что за распознание зрительного образа отвечают не только глаза.
Цвет оказывает мощнейшее психологическое, эмоциональное воздействие.
Красный цвет – увеличивает реакцию на 6%
Фиолетовый цвет – уменьшает реакцию на 30%
Очень важен цветовой контраст между цветом и фоном:
1. Наибольший контраст
- белый - красный
- черный - желтый
- белый – черный
2. Наименьший контраст
- белый – зеленый
- белый – синий.
Легче всего обнаружить при одинаковой яркости всех цветов желто-зеленый на темном фоне и красный на белом.
 Временная характеристика зрения – время необходимое для возникновения зрительного
ощущения - 0,025 - 0,1с.
Преобразование излучения в зрительное ощущение является сложным процессом, состоящим из ряда этапов, каждый из которых обладает конечной длительностью.
Временная характеристика зрения описывается двумя основными показателями
1. Временем суммации.
2. Критической частотой мельканий.
Временная суммация. Зрительная система обладает определенной инерционностью: после включения стимула необходимо время для появления зрительной реакции (оно включает время, требующееся для развития химических процессов в рецепторах). Исчезает зрительное впечатление не сразу, а лишь через некоторое время после прекращения действия на глаз света или изображения, поскольку для восстановления зрительного пигмента сетчатке глаза также требуется время.
Существует эквивалентность между интенсивностью и длительностью действия света на глаз. Чем короче зрительный стимул, тем большую интенсивность он должен иметь, чтобы вызывать зрительное ощущение. Таким образом, для возникновения зрительного ощущения имеет значение суммарное
количество световой энергии.
Критическая частота мельканий. Зрительная система сохраняет следы светового раздражения в течение 150-250мс после его выключения. Это свидетельствует о том, что глаз воспринимает прерывистый свет, как непрерывный, при определенных интервалах между вспышками. Частота вспышек, при которой ряд последовательных вспышек воспринимается как непрерывный свет, называется критической частотой мельканий. Этот показатель неразрывно связан с временной суммацией: процесс суммации обеспечивает плавное слияние последовательных изображений в непрерывный поток зрительных впечатлений. Чем выше интенсивность световых вспышек, тем выше критическая частота мельканий.

24
2.8 Общие сведения о металлах, сплавах и их свойствах. Металлургические процессы,
основная литейная технология. Разновидности сталей и их характеристики, понятие о микро-
и макроструктуре и свойствах стали.
2.8.1 Общие сведения о металлах и сплавах.
Металлами – называются химически простые вещества, отличающиеся хорошим блеском, высокой тепло и электропроводностью, непрозрачностью, плавкостью; некоторые из металлов обладают способностью коваться и свариваться.
Из 104 элементов периодической системы Д. И. Менделеева 82 элемента являются металлами.
Все металлы являются кристаллическими телами, в которых атомы расположены закономерно и периодически.
 Отличительными особенностями металлов являются: блеск, ковкость, непрозрачность,
теплопроводность и электропроводность.
Особенность строения металлических веществ заключается в том, что все они построены в основном из таких атомов, у которых внешние электроны слабо связаны с ядром. Это обусловливает и особый характер химического взаимодействия атомов металла, и металлические свойства.
Теория металлического состояния рассматривает металл как вещество, состоящее из положительно заряженных ионов, окруженных отрицательно заряженными частицами - электронами, слабо связанными с ядром. Эти электроны непрерывно перемещаются внутри металла и принадлежат, не одному какому-то атому, а всей совокупности атомов. Эти электроны получили название электронов
проводимости, а явление – термоэлектронная эмиссия.
Все металлы можно разделить на две большие группы - черные и цветные металлы.
К черным относят железо и сплавы на его основе – чугун и сталь, а также ферросплавы.
Остальные металлы и сплавы составляют группу цветных.
Черные металлы имеют темно-серый цвет, большую плотность (кроме щелочноземельных), высокую температуру плавления и во многих случаях обладают полиморфизмом. Наиболее типичным металлом этой группы является железо.
 Полиморфизмом (аллотропией) называется существование одного и того же металла в
нескольких кристаллических формах (модификациях).
Таким образом, при полиморфном
превращении изменяется расположение атомов в кристалле, т. е. изменяется тип
кристаллической решетки.
Цветные металлы чаще всего имеют характерную окраску: красную, желтую, белую.
Обладают большой пластичностью, малой твердостью, относительно низкой температурой плавления, для них характерно отсутствие полиморфизма. Наиболее типичным металлом этой группы является медь.
Также, металлы подразделяются следующим образом:
1. Железные металлы - железо, кобальт, никель и близкий к ним по своим свойствам марганец.
Кобальт, никель и марганец часто применяют как добавки к сплавам железа, а также в качестве основы для соответствующих сплавов, похожих по своим свойствам на высоколегированные стали.
2. Тугоплавкие металлы, температура плавления которых выше, чем железа (т.е. 1539 0
С). Применяют как добавки к легированным сталям, а также в качестве основы для соответствующих сплавов.
3. Редкоземельные металлы (РМЗ) - лантан, церий, неодим, празеодим и др., объединяемые под названием лантаноидов, и сходные с ними по свойствам иттрий и скандий.
4. Щелочноземельные металлы в свободном металлическом состоянии не применяются, за исключением специальных случаев.

25
Цветные металлы подразделяются на:
1. Легкие металлы - бериллий, магний, алюминий, обладающие малой плотностью, не превышающей 5 г/см
3
2. Тяжелые металлы (благородные металлы) - серебро, золото, металлы платиновой группы, плотностью, превышающей 5 г/см
3
3. Легкоплавкие металлы - цинк, кадмий, ртуть (при комнатной температуре находится в жидком состоянии), олово, свинец, висмут, таллий, сурьма и элементы с ослабленными металлическими свойствами - галлий, германий.
Кристаллическое строение металлов
Кристаллическими – называют твердые вещества, в которых почти все атомы (ионы, молекулы) находятся в пространстве в строго определенном порядке, образуя трехмерную атомно- кристаллическую решетку.
В кристалле каждый атом имеет одно и то же количество ближайших атомов - соседей, расположенных на одинаковом от него расстояние.
Расположение атомов в кристалле изображается в виде пространственных схем, в виде так называемых кристаллических ячеек.
Рис. 2.8.1.1. Типы кристаллической ячейки:
а - кубическая объемно-центрированная, б – кубическая гранецентрированная; с - гексагональная плотноупакованная.
Под элементарной кристаллической ячейкой подразумевается наименьший комплекс атомов, который при многократном повторение в пространстве позволяет воспроизвести пространственную кристаллическую решетку.
Простейшим типом кристаллической ячейки является кубическая решетка. В простой кубической решетке атомы расположены (упакованы) недостаточно плотно.
Стремление атомов металла занять места, наиболее близкие друг к другу, приводят к образованию решеток следующих типов: объемно-центрированной кубической (ОЦК), гранецентрированной
кубической (ГЦК) и гексагональной плотноупакованной (ГПУ) (рис. 2.8.1.1).
В объемно-центрированной кубической решетке (ОЦК) атомы расположены в углах куба и один атом в центре объема куба. В гранецентрированной кубической решетке (ГЦК) -атомы расположены в углах куба и в центре каждой грани, в гексагональной решетке (ГПУ) атомы расположены в углах и центре шестигранных оснований призмы и три атома в средней плоскости призмы.
ОЦК решетку имеют металлы: Na (натрий), Li (литий), W (вольфрам), V (ванадий), Cr (хром) и др.
ГЦК решетку имеют Pb (палладий), Ni (никель), Ag (серебро), Au (золото), Cu (медь) и др.

26

перейти в каталог файлов