激光超聲技術(shù)及其在金屬無損檢測方面的應(yīng)用.pdf

1、近年來,隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高,人們對無損檢測技術(shù),尤其是非接觸無損檢測技術(shù)的需求越來越迫切.激光超聲檢測技術(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)方法對超聲波進(jìn)行檢測,從而實(shí)現(xiàn)對樣品進(jìn)行無損檢測的一種方法.目前,激光超聲技術(shù)已成為無損檢測領(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,時間和空間分辨率高,對樣品的形狀和尺寸沒有特殊要求等優(yōu)點(diǎn),它已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)無損檢測,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)檢測技術(shù),并重點(diǎn)分析了外差干涉檢測技術(shù)和共焦Fabry-Perot干涉檢測技術(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系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理,并通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了利用激光超聲技術(shù)對金屬進(jìn)行無損檢測的可行性和有效性.通過實(shí)驗(yàn)檢測鋁板的超聲回波,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)還對鋁板的表面人工缺陷進(jìn)行了檢測和分析.該文進(jìn)一步分析了激光超聲的激勵源,檢測手段等因素對檢測結(jié)果的影響.通過對超聲振動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)光源激勵聲表面波機(jī)理的基礎(chǔ)上,求出了線光源激勵的超聲振動的位移表達(dá)式,發(fā)現(xiàn)線光源激勵的近場區(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).通過理論推導(dǎo),得出共焦Fabry-Perot干涉儀的輸出光強(qiáng)除了與