Денситометры: виды и применение

Разновидности денситометров и их устройство

Кроме оптической плотности денситометры способны замерять и другие характеристики, в частности:

• цветочувствительность;
• степень цветопередачи;
• уровень почернения экспонированной пленки.

Такие задачи можно решать с использованием денситометров, предназначенных для работы:

• в медицинской рентгеноскопии для выявления снимков низкого качества;
• в полиграфической промышленности – для определения качества цветотиражированных листов;
• в фотографии – для проверки соответствия фактической светочувствительности фотопленки паспортной величине.

В промышленной рентгенографии денситометры служат для определения степени затемнения экспонированной рентгеновской пленки, полученной в ходе неразрушающего контроля проверяемых объектов с применением ионизирующего излучения.

В общем случае конструкция промышленного денситометра состоит из двух основных узлов:

• источника светового потока с заранее заданными характеристиками;
• приемника, предназначенного для выполнения измерений интенсивности лучей, попадающих на него.

Кроме этого, необходимо различать денситометры, обладающие способностью определить:

• плотность пленки, посредством замеров интенсивности светового потока, прошедшего через прозрачную пленку. Денситометры этого типа используются при проведении неразрушающего контроля с применением рентгеновских лучей;
• интенсивность светового излучения, отраженного от поверхности объекта контроля.

Сферы применения денситометров различны, но все они основаны на едином принципе действия.

Принцип действия денситометров

Денситометры, определяющие оптическую плотность рентгеновской пленки, экспонированной в ходе проведения неразрушающего контроля материалов, изделий, стыков, используют один из двух наиболее распространенных принципов измерений:

• принцип прямого отсчета, который заключается в определении мощности светового пучка до и после его прохода через светочувствительный слой экспонированной рентгеновской пленки. Для этого:

  - из источника света луч, пройдя диафрагму попадает по световоду на кремневый фотоприемник;

  - фотоприемник превращает световой импульс в электрический, приводя денситометр в стартовое состояние;

  световой луч проходит через экспонированную рентгеновскую пленку;

  - величина импульсов на обоих этапах сравнивается микропроцессором денситометра и преобразовавшись в стандартные единицы оптической плотности передается на монитор;

• принцип сравнения, в основе которого использование схемы уравновешенного моста с нуль-индикатором, включенным в диагональ. Для реализации этого принципа:

  - на пару фотоэлементов, расположенных в противоположных плечах моста, от одного источника подаются лучи света – измерительный и сравнительный;

  - расположенная по ходу измерительного луча экспонированная пленка нарушает баланс моста, что приводит к возникновению электрического тока;

  - на пути сравнительного луча помещается фотометрический клин, восстанавливающий баланс;

  - благодаря тому, что клин откалиброван в стандартных единицах оптической плотности, на монитор выводится ее величина, определенная для конкретной рентгеновской пленки.

Наряду с уже существующими моделями денситометров появляются новые инновационные разработки, упрощающие процесс определения оптической плотности экспонированной рентгеновской пленки.

Отечественные денситометры

Еще недавно торговая сеть предлагала широкий выбор импортных денситометров с мировыми брендами. Однако сейчас, в условиях жестких санкций стран коллективного запада, российские предприятия, которым требуется оборудование для неразрушающего контроля материалов, изделий, узлов вынуждены ориентироваться на оборудование, изготовленное отечественными производителями.

Российский сегмент оборудования для неразрушающего контроля предлагает денситометры:

• денситометр-яркомер XRS-4400 – продукция ООО «Арион» из Нижнего Новгорода – предприятия с 2006 года выпускающего приборы и оснастку для промышленной радиографии, капиллярной и магнитопорошковой дефектоскопии, визуально-измерительного контроля.

  Этот денситометр способен замерять диффузную оптическую плотность почернения рентгеновской пленки с помощью негатоскопов, реализующих схему регулировки яркости с широтно-импульсной модуляцией.

  Денситометр-яркомер XRS-4400:

  - может работать от встроенного аккумулятора и через адаптер от сети напряжением 220В с частотой 50Гц;

  - имеет размеры 145×83×43 мм;

  - масса прибора 350 гр.

  Денситометр-яркомер XRS-4400способен работать как в режиме денситометра (измеряет оптическую плотность в интервале от 0,01 до 5,0 Б, с индикацией оптической плотности до 6,0 Б), так и в режиме яркомера (измеряет яркость светового потока в интервале от 1 до 200000 Кд/м2 с индикацией светового потока до 2000000 Кд/м2), что делает его уникальным среди отечественных приборов такого назначения;

• денситометр цифровой ДД 5005-220 с ручным зондом, изготовленный компанией «Юнитест-Рентген» из Санкт-Петербурга, основанной в 2006 году и специализирующейся на разработке и выпуске промышленного радиографического оборудования для неразрушающего контроля.

  Денситометр представляет собой блок управления, оборудованный светящимся матричным дисплеем с зондом, подсоединенным гибким кабелем длиной 0,8 м и предназначенным для замеров плотности почернения экспонированной рентгеновской пленки на просвет, а также сетевого блока питания на 9 В, позволяющим избежать частой смены батареек при больших объемах контроля. Размеры прибора – 80×150×45 мм, а масса – 250 г.

  Цифровой денситометр ДД 5005-220 имеет ряд особенностей, отличающих его от приборов других производителей, в частности:

  - возможность установки нуля в полуавтоматическом режиме. Для этого достаточно кратковременного нажатия кнопки при зонде, прижатом к поверхности дисплея, что дает возможность отказаться от работы с потенциометром;

  - за счет использования в схеме денситометра инновационных микроэлектронных схем, прибор готов к работе менее чем через 1 секунду, т.е. практически мгновенно.

  Калибровка прибора выполняется на заводе для измерения плотностей почернения. Эта операция выполняется с использованием галогеновых источников света с сильно диффузионным светорассеивателем;

• денситометр ДНС-2 разработанный и выпускающийся на созданном в 1990 году на базе отраслевого центра неразрушающего контроля Минтяжмаша СССР АО «НПО Интротест», одним из направлений деятельности которого является разработка, изготовление и внедрение оборудования для неразрушающего контроля. Денситометр ДНС-2 действует на основании эффекта преобразования светового потока в электрический сигнал при взаимодействии с объектом контроля.

  Денситометр состоит из следующих узлов:

  - блока управления с матричным дисплеем;

  присоединенного к блоку управления измерительного зонда, в свою очередь состоящего из измерительной головки с оптоэлектронным преобразователем и присоединительного кабеля;

  сетевого стабилизированного блока питания на 9 В.

  Особенностью денситометра ДНС-2 является возможность автоматической калибровки прибора на источник светового излучения.

  Характеристики прибора:

  - размеры 130×75×26 мм;

  - масса 300 г;

  диапазон рабочих температур +10⁰С …+35⁰С;

  класс пылевлагонепроницаемости IP40 (защита от твердых частиц размером не менее 1,0 мм и отсутствие защиты от воздействия влаги).

  Кроме анализа оптической плотности экспонированных рентгеновских пленок и светофильтров, денситометр ДНС-2 способен контролировать пол радиографическим снимкам сварные соединения изделий из металлов и сплавов.

• денситометр ДП-5004 выпускается компанией «Литас» из Казани, организованной 20 лет назад из специалистов ОАО «Казанский институт фотоматериалов».

  В состав денситометра входят:

  - блок управления с дисплеем на фотодиодах с цифровой индикацией;

  ручной зонд, присоединенный к блоку управления гибким кабелем длиной 1 м;

  сетевой блок питания на 9 В.

  К особенностям портативного денситометра можно отнести следующие свойства прибора:

  - система управления при помощи микропроцессоров, что дало возможность осуществить автоматическую калибровку прибора на источник света;

  - полуавтоматическая установка нуля, для чего достаточно установить зонд на дисплей и кратковременно нажать на кнопку.

  Характеристики прибора:

  - размеры 120×70×30 мм;

  масса 160 г;

  диапазон рабочих температур +15⁰С …+35⁰С.

  Денситометр ДП-5004 готов к работе сразу после включения минуя стадию прогрева. Показания на дисплее хорошо различимы и в темноте, и на ярком солнце. Возможность питания через адаптер от сети 220 В с частотой 50 Гц значительно упрощает эксплуатацию прибора, избавляя оператора от необходимости регулярной замены батареек.

Кроме изготовленных собственным производством денситометров ДП-5004, компания «Литас» предлагает широкий ассортимент другого оборудования для неразрушающего контроля, поскольку является официальным представителем многих отечественных предприятий, производящих приборы такого назначения.