Методы и средства инфракрасной оптической дефектоскопии диэлектрических материалов

• Автор: Кортес Хосе Итало
• Шифр специальности: 05.02.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 178 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Современное состояние оптических методов контроля и задачи исследований
1.1. Характерные особенности структуры и физических свойств объекта исследований
1.2. Анализ современного уровня развития методов и средств инфракрасного оптического неразрушающего контроля
1.3. Постановка задачи исследований
2. Исследование процесса инфракрасного оптического неразрушающего контроля ПКМ
2.1. Физическая модель процесса инфракрасного оптического контроля

2.2. Решение задачи прохождения лучистого потока светорассеивающей пластины с дефектом
2.3. Исследование влияния размеров дефектов на их выявляемость
2.4. Исследование влияния оптических характеристик материала на выявляемость дефекта
2.5. Исследование влияния шероховатости поверхности на отражение
2.6. Исследование влияния режимов ввода лучистого потока на выявляемость дефекта
2.7. Исследование влияния режимов приёма прошедшего лучистого потока на выявляемость дефекта
2.8. Исследование влияния параметров дефектов на их выявляемость
2.9. Краткие выводы по разделу
3. Результаты экспериментальных исследований процесса ИОНК

3.1. Методика экспериментальных исследований
3.2. Исследование оптических свойств ПКМ
3.3. Исследование возможности обнаружения дефектов в материалах с различными оптическими свойствами

3.4. Исследование рефлектометрического метода контроля шероховатости
3.5. Выбор оптимального режима ввода лучистого потока
3.6. Выбор оптимального режима приёма прошедшего лучистого потока
3.7. Метрологические характеристики ИОНК ПКМ
3.8. Рекомендации по практическому применению ИОНК ПКМ
3.9. Разработка требований к аппаратуре ИОНК
4. Исследование и разработка аппаратуры ИОНК качества изделий
из ПКМ
4.1. Выбор принципа действия аппаратуры ИОНК
4.2. Ручной оптический дефектоскоп
4.3. Визуализация и обработка результатов неразрушающего контроля
4.4. Компенсация влияния состояния поверхности на выявляемость дефекта
4.5. Результаты дефектоскопии
4.6. Краткие выводы по разделу
5. Методы и средства контроля дефектов в биологическом объекте
5.1. Некоторые особенности биологического объекта (человеческого
зуба)
5.2. Элементный состав и дефектность зуба
5.3. Методы и средства диагностики и контроля патологий человеческого зуба
5.4. Экспериментальные исследования биологического объекта
5.5. Результаты дефектоскопии биологических объектов
6. Выводы по работе
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Диссертационная работа посвящена разработке оптико-электронных методов дефектоскопии неметаллических материалов. Суть работы в системном аналитическом обобщении известных методов дефектоскопии и исследовании условий применения их для ряда практических задач. Объекты контроля предполагаются различными, но конкретные исследования проводились по отношению к полимерным композиционным материалам и биологическим средам (например, зубная эмаль и тело зуба). Акцент на эти объекты обусловлен практическим спросом, но общность выводов они не снижают. Исследуются два метода оптической дефектоскопии: в проходящем свете и диффузно отраженном. Рассматривается задача контроля внутренних дефектов.
Данная задача может решаться на основе использования бесконтактных методов неразрушающего контроля, которые являются надежным инструментом в руках технологов, разработчиков и производственников и применяются в настоящее время практически во всех отраслях промышленности. Особенно широко распространен в настоящее время неразрушающий контроль металлов, сварных и паяных соединений, интегральных микросхем, резисторов и других изделий электронной промышленности [1-5]. Недостаточно интенсивно развивается неразрушающий контроль различных видов пластмасс, композиционных материалов и других неметаллов [6]. В то же время необходимо отметить, что производство пластмасс в стране увеличивается примерно в два раза каждое пятилетие, опережая при этом по темпам развития все другие сырьевые отрасли [7].
Тенденция замены большой номенклатуры материалов на пластмассы, интенсивное развитие промышленности по переработке пластмасс, создание новых материалов, комбинированных конструкций на их основе, определяют все возрастающие требования к аппаратуре и методам неразрушающего контроля этого класса материалов, основными из которых являются:
1. Высокая информативная способность.
2. Высокая чувствительность и разрешающая способность.
3. Возможность механизации и автоматизации.
4. Безопасность обслуживающего персонала в процессе контроля.
5. Высокая производительность.

Светимость (световой поток с единицы площади) плоскости 5", находящийся в среде с показателем преломления п, превосходит п2 раз светимость плоскости 51. На основании второго начала термодинамики заключаем, что плотность потока, падающего с 'на 5, равняются плотности потока, падающего с 51 на
5', т.0.
п2{1-Рв)=1~Рн (2.18)
Если мы условимся, что слой толщины г0 расположен горизонтально и что освещена его верхняя сторона, причем освещенность ее снаружи равна единице, и по-прежнему будем обозначать через Е-(г) и Е2(г) освещенности сверху и снизу для плоскости, расположенной на глубине г, то задача определяется дифференциальными уравнениями (2.5) и пограничными условиями:
Е[ = -кгЕх +к1Е2,Е'2= -кхЕх + к2Е2,
(2.19)
Д,(о)= (1 -РИ )+лА(0);£2(0) - рМр) где Е1(0) и Е2(г0) - освещенности внутри светорассеивающей среды при г, стремящемся к 0 или соответственно к го.
Решение этой системы уравнений следующее:
1~Рн 1 ~Крв
— Л __Рв_е-Щг0-г)

К- Р,
.1 -Яр.
-21го

~Рн
Ег{г)=~Връ
2 _ л —>д 2_21(г°_г)
1 - Яр в
В-р1

(2.28)
Коэффициенты пропускания и отражения плоскопараллельного слоя в целом равны