激光超聲波可視化檢測技術(shù)與應(yīng)用

1激光超聲波可視化技術(shù)原理激光超聲檢測是近些年超聲檢測發(fā)展起來的新分支，屬于光、聲、電等的交叉科學(xué)。與傳統(tǒng)的超聲檢測技術(shù)相比，激光超聲可視化技術(shù)以其非接觸地高速掃描檢測，消除了傳統(tǒng)超聲檢測技術(shù)中的耦合劑影響，用于各種較復(fù)雜形狀工件的無損檢測。加之可重復(fù)產(chǎn)生很窄的超聲脈沖，在時間和空間均具有極高的分辨率，使之成為極具應(yīng)用前景的無損檢測新技術(shù)。01常規(guī)超聲波檢測面臨的難題●面積小、時間長、效率低●

無法檢測復(fù)雜形狀●

無法檢測狹小處、高溫等處●

大量耦合劑●

漏、誤報率高●

表面盲區(qū)●

專業(yè)性過強常規(guī)超聲波設(shè)備檢測過程02與現(xiàn)有常規(guī)超聲檢測技術(shù)的差別舊方法采用的是脈沖回波法，屬于經(jīng)驗型技術(shù)，只能對簡單形狀的工件進(jìn)行局部探傷，同時需要專家檢測。新技術(shù)采用的是激光掃描，屬于視覺型技術(shù)，可以對3D任意形狀的大范圍、非接觸的工件進(jìn)行檢測，非專家人員也可進(jìn)行檢測。新技術(shù)的優(yōu)越性03激光超聲波產(chǎn)生原理傳統(tǒng)探頭產(chǎn)生超聲波的方法：振動在傳統(tǒng)超聲波檢測過程中，超聲波的發(fā)射通過探頭來實現(xiàn)。通常利用材料的壓電效應(yīng)實現(xiàn)電能、聲能轉(zhuǎn)換的換能器。探頭中的關(guān)鍵部件是晶片，晶片是一個具有壓電效應(yīng)的單晶或者多晶體薄片，它的作用是將電能和聲能互相轉(zhuǎn)換。激光產(chǎn)生超聲波的方法：熱彈和燒蝕入射激光的功率密度較低時，激光能量激發(fā)電子遷移引起晶格振動使物體表面溫度上升，采用脈沖激光會使激光照射點急劇熱膨脹，從而產(chǎn)生熱彈性波；入射激光的功率密度較高時，溫度急劇上升將使固體表面局部融化，出現(xiàn)燒蝕，此時熱彈性波仍然發(fā)生，但主要是由燒蝕效應(yīng)產(chǎn)生超聲波。4激光超聲波接收原理傳統(tǒng)探頭接收超聲波的方法：振動在傳統(tǒng)超聲波檢測過程中，超聲波的接收通過探頭來實現(xiàn)。通常利用材料的壓電效應(yīng)實現(xiàn)電能、聲能轉(zhuǎn)換的換能器。探頭中的關(guān)鍵部件是晶片，晶片是一個具有壓電效應(yīng)的單晶或者多晶體薄片，它的作用是將電能和聲能互相轉(zhuǎn)換。激光接收超聲波的方法：激光干涉采用CW激光器發(fā)射的激光經(jīng)分光片后分為：Probebeam（探測光束）和Referencebeam（參考光束）。Probebeam入射到工件上，在工件表面發(fā)生散射，成為攜帶有工件表面振動信息的Signalbeam返回激光接收器，Signalbeam和Referencebeam在光折變晶體中發(fā)生混頻，并得到與Signalbeam相適應(yīng)的Localoscillator

beam（局域震蕩光束），這兩列波束在光電探測器上產(chǎn)生干涉，得到與工件表面位移成比例的光電流（電信號）。05LUVI可視化原理：超聲波傳播的相反性06激光超聲波可視化技術(shù)原理激光產(chǎn)生超聲波的方法：熱彈和燒蝕入射激光的功率密度較低時，激光能量激發(fā)電子遷移引起晶格振動使物體表面溫度上升，采用脈沖激光會使激光照射點急劇熱膨脹，從而產(chǎn)生熱彈性波；入射激光的功率密度較高時，溫度急劇上升將使固體表面局部融化，出現(xiàn)燒蝕，此時熱彈性波仍然發(fā)生，但主要是由燒蝕效應(yīng)產(chǎn)生超聲波。激光接收超聲波的方法：激光干涉采用CW激光器發(fā)射的激光經(jīng)分光片后分為：Probebeam和Referencebeam。Probebeam入射到工件上，在工件表面發(fā)生散射，成為攜帶有工件表面振動信息的Signalbeam返回激光接收器，Signalbeam和Referencebeam在光折變晶體中發(fā)生混頻并得到與Signalbeam相適應(yīng)的Localoscillatorbeam，這兩列波束在光電探測器上產(chǎn)生干涉，得到與工件表面位移成比例的光電流。07激光超聲波可視化檢測原理08LUVI的特征與優(yōu)勢●

可實現(xiàn)曲面，復(fù)雜形狀的可視化檢測；●

可大幅度縮短檢測時間，檢測時間大約是傳統(tǒng)接觸式探頭掃描方式的1/100；●

通過動畫觀測，檢測方式簡單，檢測數(shù)據(jù)可保留，可進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析；●

可大范圍檢測；●

可適用于狹窄部、高溫部，高處等難檢測部位的非接觸式檢測；●

因為使用動畫記錄被檢測體形狀，因此易于對損傷部位進(jìn)行定位；LUVI的操作畫面LUVI的操作軟件LUVI的性能參數(shù)

02激光超聲波可視化技術(shù)應(yīng)用01激光超聲波可視化技術(shù)檢測設(shè)備02設(shè)備基本構(gòu)成●

強大的軟件功能多元化的分析功能，包含A波圖像、2D及3D最大振幅圖像、超聲波傳播動態(tài)圖像、聲速圖像等，方便分析、易于操作，能夠使非專業(yè)人員在進(jìn)行簡單培訓(xùn)后也能快速檢測，為使用者大大降低了檢測難度及誤報率等問題的可能性?！?/p>

斜角度探頭聲場測定功能●

激光超聲檢測平板對接焊縫●T字焊接接頭（內(nèi)部缺陷）●

火車車軸（鍛件）●

火車鐵軌（鑄件)●

汽車變速箱檢測（鑄件）●

不銹鋼彎管內(nèi)部腐蝕檢測●

管道彎頭處（內(nèi)壁缺陷）●

管道直管處（外壁缺陷）●

傾斜狀物體的檢測●

T形管腐蝕傷檢測●

核電設(shè)備配管檢測（內(nèi)壁腐蝕）●

風(fēng)力發(fā)電葉片檢測●

激光超聲檢測小徑管焊縫缺陷●

絕緣端子完全非接觸檢測●

超聲波在復(fù)雜形狀中的傳播●

飛機CFRP加固材料模擬剝離●

飛機CFRP加固材料模擬剝離●

飛機部件焊接部裂紋檢測●

飛機（B777）CFRP葉片檢測●

復(fù)雜形狀：開關(guān)部件疲勞檢測●

CFRP直角積層板人工剝離檢測（嵌入特氟隆薄膜）●

CFRP擬似等方性材料–鉆孔及沖擊損傷●

飛機用油管焊接狀態(tài)的檢測

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激光超聲波可視化技術(shù)展望01LUVI未來展望02LUVI系列設(shè)備激光超聲波可視化檢測儀不僅能夠用于金屬薄板焊接、復(fù)雜形狀樣件等的無損檢測，而且適用于非金屬材料、金屬與非金屬結(jié)合材料的檢測與評估。它還可用于高溫、劇毒等特殊環(huán)境下的檢測。它解決了許多用傳統(tǒng)超聲檢測方法無法解決的難題，為無損檢測領(lǐng)域提供了嶄新的