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激光超声检测

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激光超声检测

发布日期:2018-12-02 作者:青岛发现检验技术咨询有限公司 点击:

    激光超声系统是一个集光、机、电、算的复杂的检测系统,主要由两部分组成,即超声波的产生与接收。产生超声波的激光器目前主要有a)Nd:YAG激光器,该激光器产生的激光波长是1064nm,激光器的能量为300mJ,发出的激光光斑直径是6·5mm,该激光器激励出的超声波的脉宽是5ns;b)CO2激光器,该激光器的光脉冲持续时间为70ns,根据制造需要,CO2激光束的形状是长方形的,光斑直径大约5mm左右; c)XeCL(308nm)激光器,激励出的脉宽是40ns,XeCL激光器与CO2激光器有相似的光束形状,光斑直径大约是3mm。在对碳纤维树脂基复合材料检测时,复合材料对这几种波长的激光器有不同的吸收特性和烧蚀阈值,选用Nd:YAG激光器比较常见。

  激光超声是一种非接触,高精度,无损伤的新型超声检测技术。它利用激光脉冲在被检测工件中激发超声波,并用激光束探测超声波的传播,从而获取工件信息,比如工件厚度、内部及表面缺陷,材料参数等等。该技术结合了超声检测的高精度和光学检测非接触的优点,具有高灵敏度(亚纳米级),高检测带宽(GHz)的优点。 激光超声检测技术在上世纪九十年代晚期出现成熟的商用系统并最早在无缝钢管产业开始应用。目前该技术的成熟工业应用已经扩展到硅片检测,激光焊接焊缝质量在线监控,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/半导体封装质量检测,各种材料涂层缺陷检测等众多领域,针对其他应用的商用系统也不断成熟并走向市场。

   

由于激光超声检测技术有突出的优点,常用于复杂的几何形状如:楔形结构、拐角结构、V型结构、T型结构、蜂窝夹层结构等,国外在航空工业及其他领域都有较好的应用效果。


  a)高温大曲面的复合材料平板的检测图7是激光超声检测曲面复合材料平板的原理图。被检测材料的表面温度是1400℃,厚2.24mm,大小254mm×254mm,生成C-Scan扫描图像,可以直观分析内部的缺陷,用这种方法使曲面物体的检测变得容易得多。


  b)复合材料构件涂层的监测和控制系统。能够对涂层的变化进行监测,及时发现影响飞行的一些变化,使事故防范于未然。


  c)用于环氧树脂机身平板、机舱平板、方向舵、尾翼等其他飞机结构件的检测。


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