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什么是激光超声无损检测


  什么是激光超声无损检测?

  激光超声无损检测是一种新型的非接触、高精度、无损超声检测技术。它利用激光脉冲在被检测工件中激发超声波,利用激光束检测超声波的传播情况,从而获得工件信息,如工件厚度、内部和表面缺陷、材料参数等。该技术结合了超声波检测的高精度和非接触式光学检测的优点,具有灵敏度高(亚纳米级)和检测带宽(GHz)高的优点。

  

激光超声无损检测

  激光超声无损检测技术在工业应用已扩展到激光焊接焊缝质量在线监测、风力发电机叶片检测、飞机机身搭接腐蚀检测、高温陶瓷、金属、复合材料检测、电子元件/半导体封装质量检测、各种多领域,例如材料涂层中的缺陷检测,用于其他应用的商业系统也正在开发中并推向市场。激光超声无损检测检测技术尚不成熟,单晶硅片等硬脆材料的检测技术仍有待研究。

  激光超声无损检测激发声波的原理根据功率不同分为两种:一种是热弹性效应,即激光局部加热引起的温差,然后由于热弹性效应,这部分的温差会产生应力差,而应力差。传播是声波;如果激光的功率大,就会有烧蚀,也就是把东西从表面冲出来。并且由于动量守恒,射出的东西相当于对母体施加了一个力,产生了局部应力,而应力的传播就是声波;由于激光通常是脉冲的形式,脉冲的宽度决定了声波的频率。通常飞秒激光可以产生超过GHz的超声波,皮秒激光可以产生MHz以上的声波。

  目前,激光超声无损检测广泛应用于无损检测领域,如检测材料缺陷;它在材料物理性能的测量方面也有很好的应用。例如,目前已知的比较成熟的应用包括测量材料的热性能(如热导率、热容量、热膨胀系数等)、机械性能(四阶张量的弹性常数)、磁性能(饱和磁化强度、 - 磁效应等)等。

  与传统的无损检测技术相比,激光超声无损检测检测技术优势明显,并且随着技术的不断迭代更新,正朝着自动化、智能化、小型化的方向发展。

  在应用方面,1990年代后期激光超声无损检测检测出现了成熟的商用系统,并首先应用于无缝钢管行业。目前,该技术成熟的工业应用已扩展到硅片检测、激光焊缝质量在线监测、风力发电机叶片检测、飞机机身搭接腐蚀检测、高温陶瓷/金属/复合材料检测、电子元器件/半导体 在封装质量检测和其他材料涂层缺陷检测等诸多领域,其他应用的商业系统也正在成熟并进入市场,具有非常大的市场潜力。

 

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