激光超聲技術(shù)及其在金屬無(wú)損檢測(cè)方面的應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái),隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高,人們對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù),尤其是非接觸無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的需求越來(lái)越迫切.激光超聲檢測(cè)技術(shù)是利用激光脈沖照射樣品表面,激發(fā)出超聲波,并利用光學(xué)方法對(duì)超聲波進(jìn)行檢測(cè),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的一種方法.目前,激光超聲技術(shù)已成為無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域中的一種重要技術(shù)和手段.由于激光超聲具有非接觸,時(shí)間和空間分辨率高,對(duì)樣品的形狀和尺寸沒(méi)有特殊要求等優(yōu)點(diǎn),它已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)無(wú)損檢測(cè),材料的表征,以及復(fù)合材料和各向異性材料

2、的聲傳播規(guī)律研究等領(lǐng)域.該文首先闡述了激光超聲的熱彈激發(fā)機(jī)理和燒蝕激發(fā)機(jī)理,并分析和比較了激光超聲各種波形的特點(diǎn).然后,介紹了激光超聲的光學(xué)檢測(cè)技術(shù),并重點(diǎn)分析了外差干涉檢測(cè)技術(shù)和共焦Fabry-Perot干涉檢測(cè)技術(shù)的原理和特點(diǎn).在此基礎(chǔ)上,該文介紹了激光超聲檢測(cè)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了利用激光超聲技術(shù)對(duì)金屬進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的可行性和有效性.通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)鋁板的超聲回波,求出了鋁的超聲波速度,并根據(jù)固體力學(xué)理論,得出了與理

3、論數(shù)值相符合的材料的彈性模量.實(shí)驗(yàn)還對(duì)鋁板的表面人工缺陷進(jìn)行了檢測(cè)和分析.該文進(jìn)一步分析了激光超聲的激勵(lì)源,檢測(cè)手段等因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響.通過(guò)對(duì)超聲振動(dòng)位移與激光脈沖的光功率密度的關(guān)系進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)二者之間存在正比關(guān)系.在分析點(diǎn)光源激勵(lì)聲表面波機(jī)理的基礎(chǔ)上,求出了線光源激勵(lì)的超聲振動(dòng)的位移表達(dá)式,發(fā)現(xiàn)線光源激勵(lì)的近場(chǎng)區(qū)表面波具有波形好,信噪比高,指向性好,幅度強(qiáng)等特點(diǎn).通過(guò)理論推導(dǎo),得出共焦Fabry-Perot干涉儀的輸出光強(qiáng)除了與