[发明专利]磷光铁磁性颗粒制剂及采用其的无损测试方法

说明书

提供了颗粒分散体，每个颗粒包含至少一个铁磁畴和至少一个磷光体畴，该磷光体畴具有激励波长、至少5秒的发光持久性和可见波长发射。可透射激励波长发射和可见波长发射的聚合物树脂涂覆铁磁畴和磷光体畴以限定每个颗粒尺寸。无损检验测试物品的方法将这些颗粒的分散体施加到测试物品的表面。然后感应包括测试物品的磁场。将测试物品的表面暴露于适应于激励颗粒分散体的磷光的入射能量。随着入射能量暴露停止，对颗粒分散体在测试物品的表面上的位置成像。还提供了用于无损检测测试物品的检测系统。

技术领域

本发明概括地涉及用于磁性颗粒检测的磷光组合物并且涉及使用该磷光组合物的方法。

背景技术

通过使用荧光磁性颗粒测试铁磁性材料(本文有时称为测试件或工件)的结构的无损方法包括在基本上没有可见光的情况下和在经过滤的紫外光(通常称为黑光)下检测测试件。与仅具有其天然可见着色的磁性颗粒相比，使用荧光磁性颗粒的优点之一是在荧光磁性颗粒和测试件的背景之间存在大大增加的对比度，从而在对表面检测表面不连续性、缺陷等指示时提供大大增加的灵敏度。这使得探测潜在缺陷更加容易，并改进了整体检测。

荧光颗粒也有一些缺点：为了有效，它们必须在暗室中使用，并使用紫外线光源。一旦除去了光源，荧光在大约10^-8秒的时间量内猝灭，使得颗粒不再可检测。这种快速猝灭使得难以检测具有复杂几何形状的零件和中空零件(管道、套管等)的内表面，因为紫外线经常妨碍检测员的视线。紫外光也会产生热量，这使检测区域热得让人不适。此外，斯托克斯频移，即激发波长和发射波长的差异小，这导致对人工紫外光照明的持续需求。此外，需要适合于保护使用者眼睛免受紫外线伤害的特别的防护眼镜，让使用者感到不适。

尽管磁性颗粒无损测试仍然是一种有用的检测技术，但仍需要在不使用或有限使用UV光源的情况下允许完成这种测试的颗粒。还需要在没有激发波长下在延长的时间段期间可视化测试物品。

发明内容

提供了颗粒分散体，每个颗粒包含至少一个铁磁畴(ferromagnetic domain)和至少一个磷光体(phosphor)畴(domain)，该磷光体畴具有激励波长、至少5秒的发光持久性和可见波长发射。可透射激励波长发射和可见波长发射的聚合物树脂涂覆铁磁畴和磷光体畴以限定每个颗粒尺寸。

还提供了无损检验测试物品的方法，该方法将这些颗粒的分散体施加到测试物品的表面。然后感应包括测试物品的磁场。使测试物品的表面暴露于适应于激励颗粒分散体的磷光的入射能量。随着入射能量暴露停止，对颗粒分散体在测试物品的表面上的位置成像。

用于无损检测测试物品的检测系统，包括具有容纳这些颗粒的分散体的容积的罐。提供了与该容积流体连通的施加器，用于将颗粒分散体从罐转移到测试物品的表面上。提供了用于磁化测试物品的感应线圈，以及用于激励颗粒分散体的磷光的能量源。提供了远离能量源的检测区域，以至在检测区域中颗粒分散体未被所述能量源激励。

附图说明

图1是根据本发明磁性颗粒检测系统的示意图。

具体实施方式

下面的详细描述本质上仅仅是示例性的，并且绝不旨在限制本发明的范围、其应用或用途，这些详细描述可以变化。结合本文中包括的非限制性定义和术语来描述本发明。这些定义和术语并非意在用作对本发明的范围或实践的限制，而是仅仅为了说明和描述的目的而提出的。磷光磁性颗粒分散体，在除去入射激励光后，具有从几秒至几分钟的发光持久性。本发明的颗粒分散体以类似于常规荧光颗粒分散体的方式被施加于测试物品。与荧光颗粒相比，磁性颗粒分散体通过包含磷光体而具有长的持续发光，并且因此，在检测时，激励光源不再需要入射到颗粒上。因此，大大地有助于对测试物品的复杂几何形状和内表面的检测。另外，通过不存在紫外光下成像有助于测试物品的图像收集。在本发明的一些实施例中，在检测过程中不需要UV光曝光的情况下，激励光源相对于诸如在线检测或者在用于再循环磁性颗粒浴的罐上检测，从检测区域移位并且可代替地位于隔离区域中。