Vizuálna kontrola využíva fyzikálne princípy elektromagnetického žiarenia v optickom, resp. vo viditeľnom spektre RGB s vlnovou dĺžkou 780 až 380 nm.
Na obr. 1 je zobrazené celé spektrum elektromagnetického žiarenia a približné hodnoty vlnovej dĺžky „λ“ jeho jednotlivých zložiek.
MERACÍ SYSTÉM
Merací systém sa zvyčajne skladá zo zraku pozorovateľa, zdroju a typu osvetlenia, optickej dráhy medzi zrakom pozorovateľa a pozorovaným objektom, všetky použité mierky a pomôcky, prípadne rozlišovacie obrazce.
Zrak pozorovateľa
Zrak pozorovateľa musí spĺňať požiadavky normy STN EN 13018, ktorá predpisuje potrebné zrakové schopnosti pozorovateľa, resp. sa odvoláva aj na zrakové požiadavky, ktoré predpisuje norma STN EN ISO 9712.
Zdroj a typ svetla (osvetlenia)
Pri vizuálnej kontrole sa využíva viditeľné svetlo, ktoré je nepatrnou zložkou elektromagnetického žiarenia. Zdroj svetla sa rozdeľuje na:
➢ prírodný a umelý,
➢ primárny a sekundárny.
Primárny zdroj svetlo samo vyžaruje a sekundárny zdroj svetlo iba odráža. Napr. prírodné zdroje svetla sú, primárny zdroj slnko a sekundárny zdroj mesiac. Umelé zdroje sú napr. žiarovky, lampy, LED osvetlenie a pod.
Pri vizuálnej kontrole musí byť dostatočný kontrast medzi farbami a ich verné podanie. Preto sa odporúča aby zdroj osvetlenia mal optimálnu chromatickú teplotu a mal dostatočný index podania farieb CRI. Ľudské oko je najcitlivejšie na svetlo s vlnovou dĺžkou 545 až 565 nm (na žlto-zelenú farbu).
Smer a intenzita osvetlenia musí byť volená tak, aby nedochádzalo ku oslneniu zraku pozorovateľa. Niektoré predpisy, ako napr. ASME používajú pri intenzite osvetlenia namiesto jednotiek lux, tzv. foot-candle „fc“. Jeden fc je 10,74 lx, čo vyplýva z prepočtu jedného metra na jednu stopu „ft“ (1 ft = 0,3048 m).
E – intenzita osvetlenia [lx]
ϕ – uhol svetla od normály [°]
a – vzdialenosť zdroja svetla [m]
Techniky osvetlenia
Voľba techniky osvetlenia závisí od stavu a geometrie pozorovaného povrchu a od typu hľadaných chýb. Tá by mala byť zvolená tak, aby bol dosiahnutý čo najväčší celkový kontrast medzi pozorovaným povrchom a hľadanou chybou. Jedným zo základných vnemov, ktoré dokáže ľudské oko vnímať, je jas. Ak na povrch dopadá svetlo, tak jeho určitá časť sa odrazí späť k pozorovateľovi. Z jeho pohľadu sa povrch stáva sekundárnym zdrojom svetla, ktorého jas je závislý na intenzite osvetlenia a faktoru odrazivosti. Chyba nebude odrážať dopadajúce svetlo rovnako, tak ako povrch (nastáva kontrast). Pomerný kontrast by mal byť počas vizuálnej kontroly čo najväčší. Odporúča sa aby bol pomerný kontrast pri miestnej vizuálnej kontrole aspoň 0,3 a pri obecnej vizuálnej kontrole aspoň 0,05. Preto sa odporúča sa kombinovať nasledujúce techniky osvetlenia.
C – pomerný kontrast [-]
fRI – reflexný faktor chyby [-]
fRB – reflexný faktor povrchu [-]
Technika difúzneho osvetlenia
Pri tejto technike je pozorovaný povrch osvetlený rozptýleným svetlom z rôznych smerov. Smer pohľadu pozorovateľa je obvykle kolmý k povrchu. Táto technika osvetlenia je vhodná pre kontrolu povrchov s hrubou textúrou alebo povrchu s lesklými plochami (napr. odliatky a výkovky). Ak by sa na takéto povrchy použilo usmernené osvetlenie, mohlo by dochádzať k tvorbe veľkého množstva tieňov a odleskov. Pozorovaný povrch by sa tak stal neprehľadný a pozorovateľ by mohol prehliadnuť jemné detaily.
Technika usmerneného osvetlenia vo svetlom poli
Pri tejto technike je pozorovaný povrch osvetlený usmerneným svetlom tak, že svetlo zo zdroja sa odráža priamo do očí pozorovateľa (obr. 2). Náklon zdroja svetla a smer pozorovania by mali zvierať ideálne uhol 45° s pozorovaným povrchom. Táto technika je vhodná pre kontrolu hladkých a lesklých povrchov, na ktorých sú hľadané malé, nereflektujúce chyby (napr. jemné trhliny na povrchoch s nízkou drsnosťou). Hlavnou nevýhodou tejto techniky je nebezpečie oslnenia a rýchlej únavy zraku pozorovateľa.
Technika usmerneného osvetlenia v tmavom poli
Pri tejto technike je pozorovaný povrch osvetlený usmerneným svetlom tak, že svetlo zo zdroja opäť dopadá na pozorovaných povrch pod uhlom 45°, ale smer pozorovania je kolmý k danému povrchu (obr. 3). Táto technika je vhodná pre kontrolu hladkých a lesklých povrchov, na ktorých sú hľadané prehĺbenia, ryhy a pod. (napr. zápaly vo zvarových spojoch). Táto technika je vhodná aj pre kontrolu obrobeného povrchu, na ktorom sa, pri správnom uhle dopadu svetla, zobrazí periodicky sa opakujúci reliéf vrhajúci tiene (je pozorovaný tzv. svetelný rez).
Optická dráha
Optická dráha je dráha, po ktorej je vedené svetlo od pozorovaného objektu ku zraku pozorovateľa. Podľa toho či je optická dráha prerušená alebo nie sa vizuálna kontrola, v súlade s normou STN EN 1330-10, delí na:
➢ priamu vizuálnu kontrolu,
➢ nepriamu vizuálnu kontrolu.
Priama vizuálna kontrola
Pri tejto kontrole, podľa normy STN EN 1330-10, nie je prerušená optická dráha medzi zrakom pozorovateľa a pozorovaným objektom. Táto vizuálna kontrola je vykonaná bez pomôcok alebo s pomôckami, ako napr. zrkadlo, lupa, endoskop alebo prístroj s optickými vláknami. Priama vizuálna kontrola môže byť vykonaná, v súlade s normou STN EN 13018, ako:
➢ miestna vizuálna kontrola,
➢ obecná vizuálna kontrola.
Priama miestna vizuálna kontrola sa vykonáva tam, kde je možné dodržať min. geometrické usporiadanie podľa obr. 4, tzn. zrak pozorovateľa vo vzdialenosti max. 600 mm pri uhle min. 30° a pri intenzite osvetlenia min. 500 lx. Priama obecná vizuálna kontrola sa vykonáva vo vzdialenosti väčšej než 600 mm, pri použití vhodnej pozorovacej vzdialenosti a pri intenzite osvetlenia min. 160 lx. Je zrejmé, že pri priamej obecnej vizuálnej kontrole nie je možné hľadať malé a jemné chyby ako napr. jemné trhliny alebo zápaly vo zvaroch, ale ide iba o celkové vizuálne zhodnotenie napr. stavu povrchu alebo zvarovej konštrukcie.
Nepriama vizuálna kontrola
Pri tejto kontrole, podľa normy STN EN 1330-10, je prerušená optická dráha medzi zrakom pozorovateľa a pozorovaným objektom. Táto vizuálna kontrola je vykonaná pomocou fotografického prístroja, video systémov, automatizovaných systémov a robotov. Nepriama vizuálna kontrola sa vykonáva tam, kde nie je možné dodržať podmienky priamej vizuálnej kontroly. Musí sa preukázať, že systém pre nepriamu vizuálnu kontrolu je vhodný.
POUŽITÉ NORMY
STN EN ISO 9712:2022
Nedestruktivní zkoušení – Kvalifikace a certifikace pracovníků NDT
STN EN 1330-10:2003
Nedestruktivní zkoušení – Terminologie – Část 10: Termíny používané při vizuální kontrole
STN EN 13018:2016
Nedestruktivní zkoušení – Vizuální zkoušení – Obecné zásady
STN EN 13927:2003
Nedestruktivní zkoušení – Vizuální kontrola – Zařízení
STN EN ISO 8596:2018
Oční optika – Zkoušení zrakové ostrosti – Normalizované a klinické optotypy a jejich zobrazení
STN EN ISO 17637:2018
Nedestruktivní zkoušení svarů – Vizuální kontrola tavných svarů