激光技术在检测领域中的应用参照.pdfVIP

摘 要 :激光具有单色性好、 方向性好、 强度高的特点 , 使其在无损检测领域的应用不断扩大 , 并逐渐形成了激光全息、激光散斑、激光超声、激光轮廓测量、激光瞬时热成像等无损检测 新技术。随着成本低、性能高、安全性好的激光器的出现 ,将进一步降低检测成本 ,推动无损 检测技术的发展。本文综述了几种激光无损检测技术的原理及应用、发展情况。 关键词 :激光全息 ; 激光散斑 ;激光超声 ; 激光轮廓测量 激光技术在无损检测领域的应用始于上世纪末 , 由于激光本身所具有的独特性能 , 使其在无 损检测领域的应用不断扩大 , 并逐渐形成了激光全息、 激光散斑、 激光超声、 激光轮廓测量、 激光瞬时热成像等无损检测新技术。 无损检测是以不改变被检测对象的状态和使用性能为前提 , 应用物理或化学现象对各 种工程材料、零部件和产品进行有效的检测和测试 , 借以评价它们的完整性、连续性、安全 可靠性及其它机械、 物理性能的一门综合性科学技术。 随着现代工业和科技的发展 , 新材料、 新工艺不断涌现 ,对检测范围、 精度的要求也不断提高 , 促使人们不断研究新的检测方法以适 应实际应用的需要。 1 激光技术在无损检测领域中的应用 1.1 激光全息无损检测技术 激光全息无损检测约占激光全息术总应用的 25% 。其检测的基本原理是通过对被测物 体施加外加载荷 , 利用有缺陷部位的形变量与其他部位不同的特点 , 通过加载前后所形成的 全息图像的叠加来反映材料、 结构内部是否存在缺陷。 图 1 所示为激光全息无损检测的基本 原理。 激光全息无损检测技术的发展方向主要有以下几个方面 ( 1) 将全息图记录在非线性记录材料上 , 以实现干涉图像的实时显示。 ( 2) 利用计算机图像处理技术获取干涉条纹的实时定量数据。 ( 3) 采用新的干涉技术 , 如相移干涉技术 , 在原来的基础上进一步提高全息技术的分辨 率和准确性。 图 1 激光全息检测示意图 目前 , 激光全息无损检测应用领域包括航空航天产品中常用的蜂窝夹层结构脱胶缺陷 的检测、印刷电路板内焊接头的虚焊检测、压力容器焊缝的完整性检测等。 2.2 激光散斑无损检测技术 激光散斑无损检测技术是通过被检物体在加载前后的激光散斑图的叠加 , 从而在有缺 陷部位形成干涉条纹。 图 2 是激光散斑检测原理图 , 由于是利用物体表面反射的光通过棱镜 后产生的微小剪切量形成散斑干涉图 , 不需要参考光路 , 因此外界干扰的影响小 , 检测时不 需要防震工作台 , 便于在现场使用。随着激光散斑测量技术的发展 ,采用 CCD 摄像机输出干 涉图像信号 , 省去了显影、 定影等繁杂的湿处理程序 , 大大提高了检测效接 , 自动处理 , 并可 在计算机屏幕上实时观察到干涉图形 , 现场应用十分方便。 图 2 激光散斑检测原理图 高分辨率的激光散斑检测系统可检测出 91. 4cm 视场范围内大小仅 0. 64cm 的机身脱胶 缺陷 , 用于登机检测的便携式激光散斑摄像器最轻重量仅有 141. 8g。散斑技术在飞机机身及 部件的现场检测、火箭壳体和衬套的分层缺陷检测、复合材料的检测等方面都有广泛应用。 2.3 激光超声无损检测技术 激光超声技术是利用