激光超聲波可視化檢測(cè)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(cè)是近些年超聲檢測(cè)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(cè)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(cè)，消除了傳統(tǒng)超聲檢測(cè)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(cè)。加之可重復(fù)產(chǎn)生很窄的超聲脈沖，在時(shí)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(cè)新技術(shù)。01常規(guī)超聲波檢測(cè)面臨的難題●面積小、時(shí)間長(zhǎng)、效率低●

無法檢測(cè)復(fù)雜形狀●

無法檢測(cè)狹小處、高溫等處●

大量耦合劑●

漏、誤報(bào)率高●

表面盲區(qū)●

專業(yè)性過強(qiáng)常規(guī)超聲波設(shè)備檢測(cè)過程02與現(xiàn)有常規(guī)超聲檢測(cè)技術(shù)的差別舊方法采用的是脈沖回波法，屬于經(jīng)驗(yàn)型技術(shù)，只能對(duì)簡(jiǎn)單形狀的工件進(jìn)行局部探傷，同時(shí)需要專家檢測(cè)。新技術(shù)采用的是激光掃描，屬于視覺型技術(shù)，可以對(duì)3D任意形狀的大范圍、非接觸的工件進(jìn)行檢測(cè)，非專家人員也可進(jìn)行檢測(cè)。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(dòng)在傳統(tǒng)超聲波檢測(cè)過程中，超聲波的發(fā)射通過探頭來實(shí)現(xiàn)。通常利用材料的壓電效應(yīng)實(shí)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(gè)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(shí)，激光能量激發(fā)電子遷移引起晶格振動(dòng)使物體表面溫度上升，采用脈沖激光會(huì)使激光照射點(diǎn)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(shí)，溫度急劇上升將使固體表面局部融化，出現(xiàn)燒蝕，此時(shí)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(dòng)在傳統(tǒng)超聲波檢測(cè)過程中，超聲波的接收通過探頭來實(shí)現(xiàn)。通常利用材料的壓電效應(yīng)實(shí)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(gè)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(cè)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(dòng)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(cè)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(hào)）。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(shí)，激光能量激發(fā)電子遷移引起晶格振動(dòng)使物體表面溫度上升，采用脈沖激光會(huì)使激光照射點(diǎn)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(shí)，溫度急劇上升將使固體表面局部融化，出現(xiàn)燒蝕，此時(shí)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(dòng)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(cè)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(cè)原理08LUVI的特征與優(yōu)勢(shì)●

可實(shí)現(xiàn)曲面，復(fù)雜形狀的可視化檢測(cè)；●

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

通過動(dòng)畫觀測(cè)，檢測(cè)方式簡(jiǎn)單，檢測(cè)數(shù)據(jù)可保留，可進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析；●

可大范圍檢測(cè)；●

可適用于狹窄部、高溫部，高處等難檢測(cè)部位的非接觸式檢測(cè)；●

因?yàn)槭褂脛?dòng)畫記錄被檢測(cè)體形狀，因此易于對(duì)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(cè)設(shè)備02設(shè)備基本構(gòu)成●

強(qiáng)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(dòng)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(jiǎn)單培訓(xùn)后也能快速檢測(cè)，為使用者大大降低了檢測(cè)難度及誤報(bào)率等問題的可能性。●

斜角度探頭聲場(chǎng)測(cè)定功能●

激光超聲檢測(cè)平板對(duì)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(cè)（鑄件）●

不銹鋼彎管內(nèi)部腐蝕檢測(cè)●

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(cè)●

T形管腐蝕傷檢測(cè)●

核電設(shè)備配管檢測(cè)（內(nèi)壁腐蝕）●

風(fēng)力發(fā)電葉片檢測(cè)●

激光超聲檢測(cè)小徑管焊縫缺陷●

絕緣端子完全非接觸檢測(cè)●

超聲波在復(fù)雜形狀中的傳播●

飛機(jī)CFRP加固材料模擬剝離●

飛機(jī)CFRP加固材料模擬剝離●

飛機(jī)部件焊接部裂紋檢測(cè)●

飛機(jī)（B777）CFRP葉片檢測(cè)●

復(fù)雜形狀：開關(guān)部件疲勞檢測(cè)●

CFRP直角積層板人工剝離檢測(cè)（嵌入特氟隆薄膜）●

CFRP擬似等方性材料–鉆孔及沖擊損傷●

飛機(jī)用油管焊接狀態(tài)的檢測(cè)

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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(cè)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(cè)，而且適用于非金屬材料、金屬與非金屬結(jié)合材料的檢測(cè)與評(píng)估。它還可用于高溫、劇毒等特殊環(huán)境下的檢測(cè)。它解決了許多用傳統(tǒng)超聲檢測(cè)方法無法解決的難題，為無損檢測(cè)領(lǐng)域提供了嶄新的