激光超聲技術及其在金屬無損檢測方面的應用.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,尤其是非接觸無損檢測技術的需求越來越迫切.激光超聲檢測技術是利用激光脈沖照射樣品表面,激發(fā)出超聲波,并利用光學方法對超聲波進行檢測,從而實現(xiàn)對樣品進行無損檢測的一種方法.目前,激光超聲技術已成為無損檢測領域中的一種重要技術和手段.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,它已被廣泛地應用于工業(yè)無損檢測,材料的表征,以及復合材料和各向異性材料

2、的聲傳播規(guī)律研究等領域.該文首先闡述了激光超聲的熱彈激發(fā)機理和燒蝕激發(fā)機理,并分析和比較了激光超聲各種波形的特點.然后,介紹了激光超聲的光學檢測技術,并重點分析了外差干涉檢測技術和共焦Fabry-Perot干涉檢測技術的原理和特點.在此基礎上,該文介紹了激光超聲檢測系統(tǒng)的基本結構及工作原理,并通過實驗證實了利用激光超聲技術對金屬進行無損檢測的可行性和有效性.通過實驗檢測鋁板的超聲回波,求出了鋁的超聲波速度,并根據(jù)固體力學理論,得出了與理

3、論數(shù)值相符合的材料的彈性模量.實驗還對鋁板的表面人工缺陷進行了檢測和分析.該文進一步分析了激光超聲的激勵源,檢測手段等因素對檢測結果的影響.通過對超聲振動位移與激光脈沖的光功率密度的關系進行分析,發(fā)現(xiàn)二者之間存在正比關系.在分析點光源激勵聲表面波機理的基礎上,求出了線光源激勵的超聲振動的位移表達式,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,幅度強等特點.通過理論推導,得出共焦Fabry-Perot干涉儀的輸出光強除了與