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亮度和對比度如何影響無損檢測的缺陷指示

2025年02月20日 09:57:17      來源：上海耀壯檢測儀器設(shè)備有限公司 >> 進入該公司展臺      閱讀量：10

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亮度和對比度如何影響無損檢測的缺陷指示
在本文中，我們將研究視覺和鄰近對象如何對缺陷檢出率產(chǎn)生影響。

無損檢測依靠顏色或熒光材料來顯示不連續(xù)，大多數(shù)時候都是靠人眼來識別。換句話說：需要檢驗者來成功地識別缺陷指示。

有許多因素可以影響檢查者識別指示的能力，常見的、有明確標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的影響因素有：環(huán)境光或紫外光的強度、檢測者的視力、檢測者在執(zhí)行檢查時的暗適應(yīng)等。

然而，在建立或執(zhí)行磁粉檢測或滲透檢測程序時，經(jīng)常沒有考慮到影響檢查人員識別缺陷指示能力的其他因素。

亮度和顏色如何影響到你的視覺
當(dāng)你看這張圖片時，你看到了什么？

我看到了一條明亮的黃綠色和一條青色的螺旋線中**入了黃色和藍色的線條。很顯然，圖中的綠色有兩種不同的色調(diào)。

但是，我錯了……這里的綠色只有一種色調(diào)。實際上這條明亮的黃綠色和青色螺旋線是同一個顏色。

你不相信？你可以測量每個螺旋的像素顏色值，或者使用色度計來測量顏色，結(jié)果都將顯示上圖中明亮的黃綠色和青色是相同的亮綠色。

為了證明這點，我們首先將first張圖中的藍背景替換為黑色：

這兩個綠色的螺旋并沒有什么不同。但我仍然看到兩種不同色調(diào)的綠色，在這幅圖中，青綠色的螺旋看起來更綠。

接下來，我們移開黃色的背景：

現(xiàn)在，你可以很明顯的看到這個這個螺旋線是同一個顏色。

你覺得我改變了顏色嗎？

如果我們將原始圖像（黃色和藍色背景）與zui終修改后的圖像（黑色背景）并置，你可以沿著一個單一的螺旋線連續(xù)觀察，查看綠色陰影是否保持不變。

這個演示不僅僅是一個看起來令人印象深刻的戲法—實際上它揭示了在熒光NDT檢測時我們的視覺是有多主觀。

那么這種錯覺是如何產(chǎn)生的呢？

根據(jù)Backus實驗室和紐約州立大學(xué)光學(xué)實驗室的Ben Backus的觀點，“之所以出現(xiàn)這種錯覺，是因為視覺系統(tǒng)測量顏色的空間尺度比實際尺度更“粗”。因此，一個小物體的表面顏色可能會被鄰近物體的顏色所污染，這在這個錯覺中得到了很好的證明。當(dāng)綠色被夾在黃色中間時，它看起來比被夾在藍色中間時要黃得多?！?/span>

換句話說，我們識別一個物體的顏色通常會受到鄰近物體的顏色和亮度的影響，而當(dāng)我們觀察小物體或細節(jié)特征時，這種效應(yīng)會被放大，比如缺陷指示或不連續(xù)。

人眼和其他檢測設(shè)備一樣，在NDT檢測中依靠對比度來檢測指示，因此指示和被檢面之間具有充足的對比度至關(guān)重要。否則檢驗員將很難看到指示，尤其是指示非常細微時。

指示與背景的對比度越高，檢查人員越容易看到。

在磁粉和滲透測試時，有兩種類型的對比度需要考慮：亮度對比度和顏色對比度。

亮度對比度
亮度是指一個表面反射的光的量。

一個高亮度的物體會反射大部分射到它表面的光，使這個物體看起來 “亮”。

一個低亮度的物體會吸收大部分射到它表面的光，所以這個物體看起來 “暗”。

亮度對比度是兩個相鄰表面的亮度差。在NDT檢測中，指示是高亮度還是低亮度并不是zui重要的，更重要的是指示和背景的亮度對比度要大。

可見光檢測時的亮度對比度
著色滲透劑和非熒光磁粉的指示通常是低亮度的（例如：紅色滲透劑或黑色磁粉），而背景是高亮度的 （如白色的顯像劑或反差增強劑）。

大多數(shù)可見光檢測的亮度對比度為9:1，只要顯示量大到可以分辨，人眼就可以檢測到。

熒光檢測時的亮度對比度
熒光無損探傷檢查時，指示特別的明亮，因為：熒光材料吸收了人眼看不見的高能紫外光，發(fā)生電子躍遷，電子返回低能級軌道時釋放出光子，發(fā)出可見光；由于紫外光比可見光含有更多的能量，當(dāng)熒光染料將可見光反射回我們的眼睛時，它們會反射更多的可見光，從而產(chǎn)生我們看到的“發(fā)光”。

此外，在沒有任何環(huán)境可見光的情況下（例如在暗室中）比在有可見光存在的情況下，我們的眼睛能接收到更多的從熒光染料發(fā)出的光。亮度是指一個表面反射的光的量。

該“發(fā)光”高亮度熒光指示與低亮度背景在黑暗環(huán)境下反差強烈，能產(chǎn)生200:1甚至更高的亮度對比度，明顯高于可見光檢測時的比例。

顏色對比度
顏色對比度是兩種亮度相同的顏色在顏色（波長）和飽和度（數(shù)量）上的差異。

本文一開始就向大家展示了一個戲劇性的視覺誤差，顏色對比在NDT檢測中所起的作用比亮度小，但它仍然是一個重要的因素，在磁粉檢測和滲透檢測時，我們也應(yīng)該選擇合適的檢測材料和照明條件。就像亮度一樣，在無損檢測中，顏色zui重要的因素是顯示的顏色與背景的顏色有多大的對比。

在著色和熒光滲透劑檢查中，顯像劑通常用于提高顏色對比度，因為顯像劑產(chǎn)生的明亮的白色背景反射回來的光明顯多于滲透劑，從而增加了指示對比度。在非熒光磁粉檢測中使用的反差增強劑也是此道理。

亮度和對比度如何影響無損檢測

在本文開頭的顏色錯覺中，你看到了周圍的顏色和亮度是如何改變我們所看到的事物的。在上面你可以看到，當(dāng)背景比熒光指示暗得多的時候，指示將更加醒目。

同樣的原則也適用于檢查人員評估零件缺陷指示：指示周圍的背景是否干凈，將影響檢查人員判別缺陷的能力。如上圖所示，明顯有過量的熒光背景，檢測區(qū)域的可見光過多，影響觀察缺陷指示。

有很多種方法可以用來提高信噪比S/N，以確保檢測的可靠性。

小貼士-運用這些知識
1. 選用合適的滲透劑/磁粉
使用超細顆粒度的磁粉或zui高靈敏度的滲透劑似乎是不錯的選擇，但這有時候也會造成大量的熒光背景殘留或者發(fā)現(xiàn)大量非相關(guān)顯示，反而降低了整個檢查的質(zhì)量。所以還是應(yīng)該根據(jù)不同的應(yīng)用來選擇。

請謹慎的選擇一款符合你特定的檢測要求的材料，以zui大限度地提高你找到所有相關(guān)顯示的可能性。

滲透檢測時，重要的是滲透劑的熒光在整個流程后能而顯現(xiàn)出來，觀察評價缺陷時仍然是清晰和明亮的。一些滲透劑在高溫下（烘箱中）和強紫外線下（高強度紫外線的觀察工位）會分解，所以確保您有一個穩(wěn)定的滲透劑很重要，可以維持熒光的穩(wěn)定。如果您的檢測工藝中要求更長的干燥時間，或者在檢測和zui終觀察之間有一個時間延遲，這一點尤其重要。

磁粉檢測時，選擇一款耐用性好、不易剝離的的磁粉。耐用性不好的磁粉，在使用一段時間后，熒光層容易與鐵芯剝離，導(dǎo)致缺陷指示熒光亮度變低。剝離下來的不導(dǎo)磁的熒光層可能會團聚在一起，不被吸附到缺陷處形成磁痕，而是在背景上形成斑點，造成背景浮渣，掩蓋缺陷指示。

2. 始終使用顯像劑和反差增強劑
顯像劑和反差增強劑是為了提高滲透劑檢測和非熒光磁粉檢測的對比度而設(shè)計。薄薄的在工件表面施加一層顯像劑或反差增強劑，覆蓋掉工件的本色，在工件上形成一層白色的、均勻的、不透明的涂層。

目的是盡可能使用zui薄的顯影劑或反差增強劑涂層，依然能在工件上形成不透明的涂層。

3. 確保您的載液，清洗劑等是符合NDT規(guī)范的
確保Only有熒光的材料是滲透劑或磁粉。

非NDT專用的油基載液經(jīng)常在紫外光下發(fā)出熒光，這在任何工件表面都會產(chǎn)生熒光背景并干擾檢測。對于其他任何施加在工件表面的添加劑或清洗劑也是如此。

不要使用不符合NDT規(guī)范的載液、清洗劑或添加劑，以免破壞整個檢測效果。

無損檢測是一個有著諸多控制和標(biāo)準(zhǔn)要求的行業(yè)。這是有充分理由的！當(dāng)安全受到威脅時，重要的是每個與NDT相關(guān)的人都要盡自己的一份力，確保每一次檢查都是準(zhǔn)確的。

下次，當(dāng)建立一個磁粉檢測或滲透檢測規(guī)范時，考慮一下背景、亮度和顏色，問問自己，您或您的檢查人員是否找到所有您需要的材料。
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