Физиология человеческого зрения

Основным методом выявления индикаторных рисунков дефектов при контроле капиллярными методами является визуальный осмотр. Глаз человека, являясь наиболее чувствительным из всех известных оптических приборов, способен действовать как в условиях малых, промежуточных, так и больших яркостей. Способность глаза различать мелкие объекты, обладающие достаточным контрастом, определяет минимальный угол зрения. Установлено, что объект в виде полосы (темной, цветной или люминесцирующей) глаз способен заметить с расстояния 200 мм при ее минимальной ширине более 50 мкм. В рабочих условиях опытные дефектоскописты различают объекты на порядок меньше. Без применения специальных технических и других средств увеличения, меньший объект увидеть не удается.

Возможность различать степень яркости объекта называют контрастной чувствительностью. В цветном методе капиллярного контроля вводят понятие яркостно-цветового контраста, одновременно учитывающего яркость и насыщенность цвета индикаторного рисунка дефекта, который нужно обнаружить. Яростной и цветовой контрасты в капиллярном контроле рассматривают с точки зрения возможности глаза человека фиксировать люминесцентное свечение и цветные индикации на светлом фоне. Все данные относят к глазу среднего человека.

Люминесцентный капиллярный контроль выполняется, как правило, в затемненном помещении. Переход от дневного зрения к ночному осуществляется в течение 50 - 60 минут. За это время глаз приобретает максимальную чувствительность (рис. 2.10). Изменение чувствительности зависит от условий перехода от одной освещенности к другой. Наибольшая чувствительность достигается при достаточной адаптации, которая идет более интенсивно при меньшем пере­паде освещения.

Рис. 2.10. Зависимость контрастной чувствительности от времени пребывания в темноте:

1 - переход от слабого освещения в темноту; 2 - переход от сильного освещения в темноту.

Люминесцентный метод по условиям работы приближается к условиям порога чувствительности глаза. Световой порог представляет собой наименьшее значение освещенности, создаваемой источником света на зрачке наблюдателя, при которой свет заметен. Цветовой порог - наименьшее значение освещенности на зрачке наблюдателя, при которой различаются не только яркость, но и цвет источника света.

Чувствительность зрения по отношению к излучению различных длин волн неодинакова и при нормальном освещении достигает наибольшей величины при λ = 554 нм, что соответствует желто-зеленому цвету (рис. 2.11). Таким образом, при интенсивностях свечения индикаторных рисунков выше цветового порога наиболее рациональным является желто-зеленый цвет.

Рис. 2.11. Относительная спектральная чувствительность стандартного зрения

Возможности выявления дефектов в значительной мере определяются не только чувствительностью, но и остротой зрения, под которой понимается способность различать единичные мельчайшие объекты, а также разрешающей способностью зрения, под которой понимают способность глаза раздельно воспринимать близко расположенные объекты (точки, линии или другие фигуры).

Разрешающая способность глаза зависит в большей степени от цвета различаемых мелких объектов. Наилучшей разрешающей способностью глаз обладает, когда объекты видны в зеленых или желто-зеленых лучах на темном фоне. Зрение не различает цвета слишком малых объектов, а регистрирует лишь различие яркости.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ГЛАВЕ 2

1. Какова физическая сущность явления смачивания?

2. Что такое краевой угол смачивания, методы его определения и взаимосвязь с таким явлением, как смачивание?

3. Какова максимальная величина краевого угла смачивания, которую может иметь пенетрант, не теряя способности проникать в полости дефектов?

4. Как шероховатость поверхности влияет на краевой угол смачивания?

5. В каких пределах лежит величина краевого угла смачивания при смачивании жидкостью твердого тела?

6. Какова физическая сущность поверхностного натяжения и его взаимосвязь с таким явлением, как смачивание?

7. Какие факторы влияют на смачивание жидкостью твердой поверхности?

8. Чем определяется понятие когезии?

9. Чем характеризуется адгезия?

10. Какие параметры определяют высоту подъема жидкости в капилляре?

11. Какой параметр наиболее полно характеризует скорость испарения пенетранта?

12. Какие параметры определяют величину капиллярного давления?

13. Чем отличаются уровни жидкости в сквозном цилиндрическом капилляре при опускании его в сосуд с жидкостью не смачивающей и смачивающей материал капилляра?

14. Какова физическая сущность явления растворения?

15. Как повышение температуры влияет на растворимость газа в жидкости?

16. Какое правило применяется для оценки взаимной растворимости двух жидкостей?

17. Какова физическая сущность явления испарения?

18. В каких случаях пар называют насыщенным?

19. Какие параметры определяют величину давления насыщенного пара раствора?

20. Как соотносятся между собой давления насыщенного пара над вогнутой и плоской поверхностью жидкости?

21. Как называются силы, действующие между молекулами, находящимися в разных фазах и внутри одной фазы?

22. Что происходит при контакте пенетранта с тупиковыми дефектами под действием капиллярных сил?

23. Как должно соотносится капиллярное давление пенетранта в проявителе, определяемое размером частиц порошкового проявителя, с капиллярным давлением пенетранта в дефектах?

24. Какова физическая сущность явления диффузии?

25. В каких случаях при проведении капиллярного контроля диффузия играет наиболее важную роль?

26. Какие предельные размеры внутреннего диаметра у капилляра?

27. Какова физическая сущность сорбционных явлений, адсорбции и абсорбции?

28. Какова физическая сущность явления диспергирования?

29. Какова физическая сущность явления эмульгирования?

30. Какие вещества называют поверхностно-активными и их использование в капиллярном контроле?

31. Как добавка поверхностно-активного вещества влияет на свойства пенетранта?

32. Какова физическая сущность явления кавитации и ее использование в капиллярном контроле?

33. Какова физическая сущность ультразвукового капиллярного эффекта?

34. Какова физическая сущность такого явления, как размерный эффект вязкости?

35. Какова физическая сущность явления люминесценции?

36. Чем определяются минимальный угол зрения, контрастная чувствительность, яркостный и цветовой контрасты?

37. Каковы особенности проведения люминесцентного капиллярного контроля относительно физиологии человеческого зрения?

38. Что такое разрешающая способность зрения и от каких факторов она зависит?

39. Что определяет световой и цветовой пороги зрения?

40. На какой длине волны при нормальном освещении чувствительность зрения максимальна и какому цвету эта длина волны соответствует?

41. Почему люминесцентные пенетранты излучают свет в желто-зеленой области спектра?

42. Какую примерно длину волны испускает большинство люминесцентных пенетрантов?

43. При каких условиях дефекты с большим раскрытием выявляются при проведении капиллярного контроля менее надежно, чем дефекты с малым раскрытием?

44. Каковы наиболее важные технологические характеристики кинетики заполнения дефектов дефектоскопическими материалами и как они связаны между собой?

45. Какие физические характеристики пенетранта определяют его способность проникать в поверхностные несплошности?

46. Опишите кратко различие процессов заполнения сквозного и тупикового капилляров индикаторной жидкостью?

47. В чем заключаются особенности гидродинамики процесса проявления сорбционным проявителем?

48. В чем заключаются особенности процесса проявления суспензион­ным проявителем?

49. Какая характеристика пенетранта является определяющей для скоро­сти его проникновения в дефекты?

50. Как можно увеличить глубину заполнения дефекта индикаторной жидкостью?

51. Какие отличия между водосмываемыми и постэмульсионными пенетрантами?

52. Какое предельное соотношение должно быть между глубиной и раскрытием дефекта, чтобы он был надежно выявлен капиллярным контролем?