直接法荧光渗透液荧光亮度检测方法及检测装置

技术领域

本发明涉及荧光亮度检测，具体涉及一种直接法荧光渗透液荧光亮度检测方法，本发明还涉及一种直接法荧光渗透液荧光亮度检测装置。

背景技术

荧光渗透检测是一种将荧光渗透液施加于试件表面，使得荧光渗透液渗入到开口于试件表面的微小缺陷中，使用去除剂除去试件表面的荧光渗透液后，再通过显像剂使微小缺陷中的荧光渗透液回渗到试件的表面，使用黑光灯检测缺陷处荧光渗透液发出的荧光，以检测试件表面开口缺陷的无损检测方法。荧光渗透液的荧光亮度对试件表面的开口缺陷的显示和检出有着重要影响，为了保证荧光渗透检测的检测效果，需要对荧光渗透液的荧光亮度进行检测。

目前常用的荧光渗透液的荧光亮度检测方法通常通过间接测量的方法进行。具体的检测过程为，将荧光渗透液用丙酮或者酒精稀释25倍，将滤纸在稀释后荧光渗透液中浸一下，晾干。使用紫外线照射滤纸，检测滤纸发出的荧光的亮度，通过滤纸发出的荧光亮度推知荧光渗透液的荧光亮度。

现有的荧光渗透液荧光亮度检测方法需要使用易挥发、易燃液体丙酮或者酒精进行稀释，并借助滤纸进行检测，操作步骤较多，操作繁琐，检测时间长。并且，丙酮和酒精均为易燃液体，保存和使用具有一定的危险性，不利于移动检测。稀释后的荧光渗透液和使用后的滤纸均形成了一定的浪费，并加重了环境的负担。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种直接法荧光渗透液荧光亮度检测方法，检测步骤少，检测速度快，检测更为方便、准确。

本发明进一步所要解决的技术问题是提供一种直接法荧光渗透液荧光亮度检测装置，检测方便、准确，检测成本也更低。

为了解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种直接法荧光渗透液荧光亮度检测方法，包括如下步骤：S10：将荧光渗透液形成为设定厚度的液体层；S20：使用紫外线直接照射所述荧光渗透液；S30：检测所述荧光渗透液发出的荧光亮度。

优选地，在步骤S10中，将定量所述荧光渗透液加入样品架上的平底凹槽中，以形成设定厚度的液体层。通过该优选技术方案，定量荧光渗透液能够在平底凹槽中形成一定厚度的液体层，通过控制加入的荧光渗透液的量，就能够形成设定厚度的液体层。同时，将荧光渗透液加入凹槽中，更加方便紫外线的照射和对荧光渗透液发出的荧光亮度的检测。

优选地，在步骤S20中，所述紫外线为设定波长、设定辐照强度的紫外线。在该优选技术方案中，通过选择紫外线的波长和控制紫外线的辐照强度，便于检测所得到的荧光渗透液的荧光亮度的比较和标准化。

进一步优选地，所述紫外线沿倾斜方向照射向所述荧光渗透液的液面。在该优选技术方案中，紫外线的倾斜照射便于紫外线照射路线与荧光亮度检测路线的排布，防止紫外线照射器件与荧光亮度检测器件之间的干涉，还能够减少紫外线进入荧光检测路线中的量，减少紫外线对荧光亮度检测结果的干扰。

进一步地，在所述紫外线经所述荧光渗透液的液面反射后形成的反射光方向上检测所述反射光的辐照强度，以检测所述紫外线的辐照强度。通过该优选技术方案，紫外线照射到荧光渗透液后，会在荧光渗透液的表面产生反射，在紫外线反射路线上检测反射紫外线的辐照强度，就能够在不对照射紫外线形成干扰的情况下检测出照射紫外线的辐照强度。

优选地，在步骤S30中，沿与所述荧光渗透液的液面垂直的方向检测所述荧光渗透液的荧光亮度；并在检测时滤去荧光中的紫外线。在该优选技术方案中，荧光渗透液经过紫外线的照射后，其中的荧光物质会向不同的方向发射出一定波长的荧光。荧光渗透液不同方向上发射出的荧光，是由该方向上所有荧光物质发出的沿该方向照射的荧光相叠加的结果，在垂直于液面的方向上的荧光，代表了设定厚度的荧光渗透液中的荧光物质发出的荧光叠加后的亮度，检测结果更加准确。滤去混入荧光中的紫外线，能够减少紫外线对荧光检测器件的影响，提高荧光亮度检测结果的准确性。

本发明第二方面提供了一种直接法荧光渗透液荧光亮度检测装置，包括紫外光源、样品架和光电探测器；所述样品架的表面设置有平底凹槽，所述紫外光源的照射方向倾斜于所述平底凹槽的底面，所述光电探测器设置在与所述平底凹槽的底面垂直的方向上。

优选地，本发明的直接法荧光渗透液荧光亮度检测装置还包括紫外探测器，所述紫外探测器的探测方向和所述紫外光源的照射方向关于所述光电探测器的设置方向对称。在该优选技术方案中，通过紫外光源发射出的紫外线在经过荧光渗透液的液面反射后，能够沿紫外探测器的探测方向放射，紫外探测器所检测到的紫外线的辐照强度更大，检测灵敏度也更高。

作为一种优选方案，在所述光电探测器的设置方向上还设置有紫外滤光片。通过该优选技术方案，光电探测器所接受到的光线必须经过紫外滤光片，在保证荧光渗透液发出的荧光能够通过紫外滤光片进入光电探测器的同时，能够滤除混杂在荧光中的少量紫外线，避免了紫外线对荧光亮度检测结果的干扰。

优选地，所述紫外光源为紫外LED。在该优选技术方案中，紫外LED 所发出的紫外线的波长恒定，辐照强度稳定性高，且能够方便地调节所发出的紫外线的辐照强度。

通过上述技术方案，本发明的直接法荧光渗透液荧光亮度检测方法，直接对荧光渗透液进行检测，省略了传统检测方法中对荧光渗透液进行稀释、使用滤纸进行浸湿及晾干的工序，简化了检测步骤，加快了检测速度。不需要使用易燃物酒精或者丙酮，减少了稀释荧光渗透液和滤纸形成的浪费，并减轻了环境负担。使用紫外线直接照射荧光渗透液，避免了容器壁对入射紫外线的影响，使得激发荧光渗透液发出荧光的紫外线辐照强度更确定。同时，也能够直接对荧光渗透液所产生的荧光进行亮度检测，避免了容器壁对荧光亮度的影响，提高了检测结果的准确性。本发明的直接法荧光渗透液荧光亮度检测装置，实现了本发明的方法，能够直接对荧光渗透液进行检测，检测成本更低，检测的准确性更高，检测也更加方便。减少了检测过程中对试剂和器具的依赖，更利于在移动场景下检测使用。

附图说明

图1是本发明直接法荧光渗透液荧光亮度检测方法流程示意图；

图2是本发明直接法荧光渗透液荧光亮度检测装置一个实施例的示意图。

附图标记说明

1 紫外光源 2 样品架

21 平底凹槽 3 光电探测器

4 紫外探测器 5 紫外滤光片

61 第一汇聚透镜 62 第二汇聚透镜

63 第三汇聚透镜

具体实施方式

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”所指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系。

在本说明书中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量，因此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个所述特征。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

如图1所示，本发明的直接法荧光渗透液荧光亮度检测方法的一个实施例包括如下步骤：

S10：将荧光渗透液形成为设定厚度的液体层。荧光渗透液收到紫外线照射后所发出的荧光的亮度，也就是在可见光区域内测定的荧光的强度，由公式(1)决定：

I

式中，I

I

C为荧光渗透液中荧光染料的有效浓度；

K为荧光染料的消光系数；

X为荧光渗透液的液体层厚度；

φ为染料系统所产生的可见光量。

可见，除了荧光渗透液的自身特征外，荧光渗透液的液体层厚度对紫外线照射后产生的荧光的亮度有着直接的影响，通过将荧光渗透液层的厚度控制在设定厚度，便于对不同种类、不同浓度的荧光渗透液受紫外线照射后的荧光亮度进行比较，并便于对荧光渗透液荧光亮度进行标准化。形成设定厚度的荧光渗透液层，可以通过将一定量的荧光渗透液置于具有一定底面积的容器或其他能够盛放液体的器具中来实现。

S20：使用紫外线直接照射荧光渗透液。相比于与传统的使用滤纸浸湿荧光渗透液，晾干后使用紫外线照射的检测方法，本发明采用了紫外线直接照射荧光渗透液的检测方法。传统的滤纸检测方法，不仅操作过程繁琐，检测过程所使用的试剂、器具较多，而且，由于不同滤纸的吸水性不尽相同，滤纸上荧光渗透液的排出程度也受到操作人员具体操作的影响，且稀释后的荧光渗透液干燥后荧光物质在滤纸上的分布也不均匀，影响了检测结果的准确性。同时，稀释后的荧光渗透液和检测后的滤纸均造成了浪费和环境的负担。采用紫外线直接照射荧光渗透液，直接激发荧光渗透液发出荧光，减少了中间步骤，不仅能够简化检测步骤，还能够减少中间步骤对检测结果的影响。检测过程不对荧光渗透液进行处理，检测后的荧光渗透液仍可以继续使用，不会造成荧光渗透液的浪费。使用紫外线对荧光渗透液进行照射，通常的方法是将液体装在透明的容器(如比色皿)中，从容器的侧面照射荧光渗透液。但该方法中紫外线首先要透过容器的壁部，而紫外线的透过性能较弱，透过容器壁部会造成紫外线辐照强度的衰减；容器壁内外表面也会对紫外线形成一定程度的反射，引起紫外线辐照强度的衰减。因此，荧光渗透液所受到的紫外线辐照强度就受到了容器壁所引起的紫外线的衰减程度的影响。而不同的盛放荧光渗透液的容器的壁部的形状、厚度和质地难以保持一致，紫外线通过容器壁部时的衰减程度也难以保持一致，影响了检测结果的准确性。采用紫外线直接照射荧光渗透液，紫外线的衰减很小，荧光渗透液所受到的紫外线的辐照强度与紫外线发射装置所发射的紫外线的辐照强度的一致性高，因而，荧光渗透液所受到的紫外线的辐照强度更精确，检测结果的准确性也更高。

S30：检测荧光渗透液发出的荧光的亮度。对荧光渗透液发出的荧光亮度的检测也是直接针对荧光渗透液的液面进行，这样，就可以避免盛放荧光渗透液的容器的壁部所造成的荧光亮度的损失，提高检测结果的准确性。检测荧光渗透液发出的荧光的亮度，可以使用光电转换装置进行检测。光电转换装置能够将不同亮度的光线转换为不同的输出电流，通过检测输出电流的大小，就可以得知荧光渗透液发出的荧光的亮度。荧光渗透液的荧光亮度值，可以通过对光电转换装置的电流信号进行处理后得到，也可以通过与标准荧光渗透液进行比较的方法间接得到。

在本发明的方法的一些实施例中，在步骤S10中，通过在特定的样品架上设置一个面积较大、深度较浅的平底凹槽，将一定量的荧光渗透液加入到该平底凹槽中的方法，来形成具有一定厚度的荧光渗透液的液体层。通过控制加入到平底凹槽中的荧光渗透液的量，就能够将平底凹槽中荧光渗透液的厚度控制为设置厚度。将荧光渗透液加入到平底凹槽中，能够形成厚度均匀，便于紫外线照射的荧光渗透液层，并且能够形成可比性较强的检测环境，同时便于对荧光渗透液发出的荧光进行检测。

在本发明的方法的一些实施例中，在步骤S20中，使用设定波长、设定辐照强度的紫外线对荧光渗透液进行照射。荧光检验所使用的紫外线的波长通常在330-390nm范围内，在本实施例中，使用的紫外线的设定波长为365nm。由式(1)可知，荧光渗透液所发出的荧光的亮度与其所受到的紫外线的辐照强度成正比，使用设定辐照强度的紫外线对荧光渗透液进行照射，能够实现对不同的荧光渗透液进行检测得到的荧光亮度的标准化，便于对不同荧光渗透液荧光亮度的直接比较。在本实施例中，紫外线的设定辐照强度为3000 微瓦/平方厘米。当然，也可以使用其他辐照强度(一般为3000微瓦/平方厘米以上)的紫外线照射荧光渗透液，只要知道紫外线的辐照强度，就能够换算出荧光渗透液的标准荧光亮度。

作为本发明的方法的一种具体实施方式，紫外线沿与荧光渗透液的液面倾斜方向照射向荧光渗透液。倾斜方向指的是照射方向与荧光渗透液的液面的夹角小于90°，这样，就能够对设置在较小范围内的荧光渗透液液面进行紫外线的直接照射和荧光亮度的直接检测，防止照射、检测器件之间的相互干涉。另一方面，为了使更多的紫外线能够进入荧光渗透液的内部以激发其中的荧光物质发光，紫外线的照射方向与荧光渗透液的液面之间的夹角也不宜过小，通常地，可以将该夹角设置为40°-70°之间，优选设置为45°。

作为本发明的方法的一种具体实施方式，因为紫外线照射到荧光渗透液的液面时,液面会对紫外线产生反射作用，一部分紫外线被液面反射后沿一定的方向反射回液面上方。可以在该反射方向上设置检测装置检测被荧光渗透液的液面反射的紫外线的辐照强度。而紫外线照射在荧光渗透液的液面上时所反射的紫外线的辐照强度取决于照射紫外线的辐照强度和照射紫外线与荧光渗透液的液面之间的夹角，这样，在照射紫外线与荧光渗透液的液面之间的夹角固定时，通过所检测到的反射紫外线的辐照强度就能够得到照射紫外线的辐照强度。另外，还可以根据反射紫外线的辐照强度，对照射紫外线的辐照强度进行调节，进而将照射紫外线控制在一定的辐照强度上，保持照射紫外线辐照强度的恒定。

在本发明的方法的一些实施例中，在步骤S30中，在沿与荧光渗透液的液面垂直的方向上对荧光渗透液所发出的荧光亮度进行检测。在与荧光渗透液的液面垂直的方向上，荧光渗透液所发出的荧光的亮度代表了设定厚度方向上荧光物质产生的荧光的亮度，并且是针对荧光渗透液进行的直接检测，不受容器壁的影响，检测的精度更高。在检测路径上还可以设置紫外线滤光片滤去荧光中混杂的紫外线，可以减少紫外线对荧光亮度检测结果的影响。

本发明的直接法荧光渗透液荧光亮度检测装置的一个实施例，如图2所示，包括紫外光源1、样品架2和光电探测器3。样品架2可以由长方体形的石英玻璃制成，样品架2的表面设置有平底凹槽21。平底凹槽21是设置在样品架2表面的短柱形凹陷，平底凹槽21的底面平整且平行于平底凹槽21所在的样品架2的表面，其深度较小，底面面积相对较大。平底凹槽21 的底面形状可以是圆形、正方形或者是矩形，也可以是其他合适的形状。平底凹槽21用于盛放检测用的荧光渗透液的样品，平整的底面能够保证荧光渗透液在平底凹槽21的不同部分形成厚度相同的液体层。紫外光源1设置为紫外线的照射方向倾斜于平底凹槽21的底面。通常地，样品架2设置为平底凹槽21的底面平行于水平面，此时，紫外光源1所发出的紫外线的照射方向倾斜于水平面，也就是倾斜于荧光渗透液的液面。紫外光源1可以使用任意一种能够稳定地发射紫外线的发射光源，如长波紫外线灯、紫外线金属卤化物灯或者紫外LED。在紫外线的照射路径上还可以设置有第一汇聚透镜61，第一汇聚透镜61能够汇聚紫外光源1发出的紫外线，使其集中到荧光渗透液所在区域。尽管第一汇聚透镜光61也会造成一定的紫外线衰减，但其属于检测装置的一部分，在不同的检测过程中不会更换，不会造成紫外线衰减程度的变化，因而不会对检测结果形成不良影响。光电探测器3设置在与平底凹槽21的底面垂直的方向上。平底凹槽21的底面平行于水平面时，光电探测器3的探测方向也就能够垂直于荧光渗透液的液面，便于对荧光渗透液发出的荧光进行直接检测。光电探测器3可以选用对荧光渗透液发出的荧光，通常是黄绿色光敏感的光电管等。在光电探测器3的探测方向上也可以设置有第二汇聚透镜62，以将荧光渗透液发出的荧光汇聚到光电探测器3 的探测头部位，提高光电探测器3的检测灵敏度。紫外光源1和光电探测器 3的该设置形式还能够增加紫外光源1和光电探测器3之间的间距，防止紫外光源1与光电探测器3之间及其光路上的其他器件之间产生干涉。

在本发明的直接法荧光渗透液荧光亮度检测装置的一些实施例中，如图 2所示，在紫外光源1发出的紫外线照射到样品架2上所产生的反射光的反射方向上还设置有紫外探测器4。由于光电探测器3的设置方向垂直于平底凹槽21的底面，紫外光源1发出的紫外线照射到平底凹槽21的底面或者与平底凹槽21的底面平行的荧光渗透液的液面上时，紫外光源1发出的紫外线形成了入射光线，光电探测器3的探测方向线形成了紫外线反射面的法线，紫外探测器4设置在紫外线反射光线的光路上，此时，紫外探测器4的设置方向与紫外光源1的照射方向关于光电探测器3的设置方向对称。在紫外探测器4的探测方向，也就是紫外线的反射方向上还可以设置有第三汇聚透镜 63，以将反射的紫外线汇聚到紫外探测器4的探测头区域，提高紫外探测器 4的检测灵敏度。紫外探测器4可以使用对紫外线敏感的光电转换器件，如紫外光电二极管。

作为本发明的直接法荧光渗透液荧光亮度检测装置的一种具体实施方法，如图2所示，在光电探测器3的探测方向上还设置有紫外滤光片5。紫外滤光片5能够滤去混杂在荧光渗透液发出的荧光中的少量紫外线，防止紫外线照射到光电探测器3，影响光电探测器3的检测结果。同样地，在设置紫外滤光片5时，紫外滤光片5也属于本发明的检测装置的固有器件，在进行不同的检测时不会进行更换，其造成的荧光光线的少量衰减也不会对检测结果形成影响。

在本发明的直接法荧光渗透液荧光亮度检测装置的一些实施例中，紫外光源1选用紫外LED。紫外LED发射紫外线的波长分布范围更小，并且，紫外LED发出的紫外线的辐照强度仅受通电电流的影响，能够形成辐照强度稳定性很高的紫外线，提高检测结果的准确性。另外，通过对紫外LED 通电电流的控制，能够方便地控制紫外线的辐照强度，满足检测的需要。

通过上述技术方案，本发明的直接法荧光渗透液荧光亮度检测方法，使用紫外线直接对设定厚度的荧光渗透液进行照射，直接对荧光渗透液的液面进行荧光亮度检测，一方面避免了容器壁对紫外线辐照强度和荧光亮度的影响，提高了荧光亮度检测的准确性，另一方面减少了检测步骤，不仅提高了检测速度，而且减少了检测过程对所使用的试剂和器具的依赖，减少了浪费，减轻了环境负担。在本发明的优选实施方式中，对紫外线反射光线的检测能够得到照射紫外线的辐照强度，并能够据此对照射紫外线的辐照强度进行调节，提高照射紫外线辐照强度的稳定性。在进行检测时滤去荧光中的紫外线，能够避免紫外线对荧光亮度检测结果的影响，提高检测的准确性。本发明的直接法荧光渗透液荧光亮度检测装置，能够实现本发明的直接法荧光渗透液荧光亮度检测方法，检测过程更加简便，检测成本更低，检测精度也更高，也更有利于移动检测。紫外LED产生的紫外线，紫外线的波长更加单一、稳定，紫外线的辐照强度的稳定性也更高，并且能够方便地对紫外线的辐照强度进行调节，提高了装置的适用性。

在本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“一种具体实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。