我国航空航天无损检测领域重大突破(新增激光超声原理)

中国科技网讯 11月28日，西安金波检测仪器有限责任公司研发的“激光超声波可视化检测仪”，通过科技成果鉴定。这一技术填补了国内空白，大大缩小了与世界发达国家在无损检测仪器研发与生产方面的差距，是我国无损检测领域的一项重大突破。

    就像给机器做“B超”一样，激光超声波可视化检测技术可以简单地将超声波的传播过程可视化，并根据波形变化检查出被测物体内部或表面的损伤，通过计算机屏幕清晰、实时地观察。小到电子元器件，大到飞机机身部分均可使用此项技术进行无损检测。激光超声波可视化检测仪可在高温、有毒等恶劣环境下对任何形状物体及绝大多数材料进行内外部探伤。

    激光超声波可视化检测仪可以用在飞机机翼、火车车轴等高速运载工具部件以及发电设备、压力容器上。目前西安航空基地已成立无损检测服务平台与工程技术研发中心，先后为近百家西安航空基地入区企业及国内航空、航天、军工、核电、电力领域企业提供服务，已出具检测报告80余份，为众多难题提供了解决方案，大大提高了我国的无损检测技术水平，进一步提升了航空产品的可靠性与安全性。业内人士评价，该项技术总体处于国际先进水平，在超声波可视化识别技术方面达到国际领先水平。

本篇文章来源于 科技网|www.stdaily.com
原文链接：http://www.stdaily.com/stdaily/c ... /content_550001.htm
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转自金波公司网站http://www.jinbondt.com/
西安金波检测仪器有限责任公司成立于2010年7月。坐落于西安阎良国家航空高技术产业基地。注册资本1500万元，是阎良国家航空高技术产业基地与国家“千人计划”特聘专家共同创建的一家专门从事无损检测技术研究、检测仪器的自主研发、设计制造、相关设备的进出口，产品销售、售后服务、技术培训、受托检查等综合性检测业务的高科技企业。目前，公司拥有世界先进水平且使用简便的无损检测技术和仪器。该技术和产品可在航空航天、铁路、汽车、船舶、核电、石油、化工、电工、电子、压力容器、天然气等行业领域广泛应用。

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工作原理　　
      当激光的能量聚焦照射到弹性材料表面时，部分会转移到材料本身并以热能和应力波动能的形式表现出来。通过改变激发激光的几何形状可以控制能量在材料中的分布以及对材料的影响。激光超声就是利用高能激光脉冲与物质表面的瞬时热作用，通过热弹效应（少数情况是热蚀效应）在固体表面产生应变和应力场，使粒子产生波动，进而在物体内部产生超声波。 　
   　
      根据入射到物体表面激光能量的不同，激光脉冲在物体表面产生的这种热效应可分为热弹效应和热蚀效应两种。在较低的吸收率下，表面吸收的热量不超过其融化温度，产生的是短时膨胀过程，与该膨胀相关的应力波绝大部分在弹性范围内，该方式称为热弹效应。在高能作用下，物体的温度升高，超过了其蒸发温度，产生烧蚀现象，使材料表面气化，形成等离子体，于是有一垂直表面的反作用力作用在表面，形成弹性波源，该方式称为热蚀效应。在热弹性区，激光产生的应力波大小与吸收光的能量呈正比，对于均匀能量分布，可用一维模型描述激光束在材料表面产生的应力，其在材料表面产生的应力-应变与材料表面吸收的激光能量呈正比。 　　
      
     当激光入射到材料上时，所产生的超声波以不同的类型传播出去，主要有纵波、横波和表面波。影响超声波传播特性的因素很多，主要有材料对激光光能量的吸收程度、材料的热传导特性、激励激光的频率、材料表面的光滑程度等。编辑本段激励方式　　主要的激光超声激励检测方法可分成三种方式： 　　第一种是激光激励和激光接收方式。即利用激光脉冲与试样表面瞬时作用产生超声波，用光学法接收来自被检测材料内部的超声信号。
     
      光学法检测超声又分为两大类：一类是光学非干涉法，如狭缝法、刀刃法等；
                                             另一类为光学干涉法，主要包括外差干涉法、差分干涉法和多光束干涉法等。 　　
                                             第二种激光激励-超声接收方式是利用激光脉冲产生超声波，通过压电超声换能器作为接收器接收检测信号。 　　
                                             第三种方式是超声发射-激光接收方式，即利用压电超声换能器产生超声波，通过激光干涉方法接收检测信号。

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     纯粹的超声波检测需要耦合剂，例如金属超声波探伤很多使用纯净水做耦合剂；而激光超声可以进行无接触、超宽带检测，检测灵敏度比超声检测有量级上的提高


中国科技网讯 11月28日，西安金波检测仪器有限责任公司研发的“激光超声波可视化检测仪”，通过科技成果鉴定。这一技术填补了国内空白，大大缩小了与世界发达国家在无损检测仪器研发与生产方面的差距，是我国无损检测领域的一项重大突破。

    就像给机器做“B超”一样，激光超声波可视化检测技术可以简单地将超声波的传播过程可视化，并根据波形变化检查出被测物体内部或表面的损伤，通过计算机屏幕清晰、实时地观察。小到电子元器件，大到飞机机身部分均可使用此项技术进行无损检测。激光超声波可视化检测仪可在高温、有毒等恶劣环境下对任何形状物体及绝大多数材料进行内外部探伤。

    激光超声波可视化检测仪可以用在飞机机翼、火车车轴等高速运载工具部件以及发电设备、压力容器上。目前西安航空基地已成立无损检测服务平台与工程技术研发中心，先后为近百家西安航空基地入区企业及国内航空、航天、军工、核电、电力领域企业提供服务，已出具检测报告80余份，为众多难题提供了解决方案，大大提高了我国的无损检测技术水平，进一步提升了航空产品的可靠性与安全性。业内人士评价，该项技术总体处于国际先进水平，在超声波可视化识别技术方面达到国际领先水平。

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原文链接：http://www.stdaily.com/stdaily/c ... /content_550001.htm
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西安金波检测仪器有限责任公司成立于2010年7月。坐落于西安阎良国家航空高技术产业基地。注册资本1500万元，是阎良国家航空高技术产业基地与国家“千人计划”特聘专家共同创建的一家专门从事无损检测技术研究、检测仪器的自主研发、设计制造、相关设备的进出口，产品销售、售后服务、技术培训、受托检查等综合性检测业务的高科技企业。目前，公司拥有世界先进水平且使用简便的无损检测技术和仪器。该技术和产品可在航空航天、铁路、汽车、船舶、核电、石油、化工、电工、电子、压力容器、天然气等行业领域广泛应用。

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工作原理　　
      当激光的能量聚焦照射到弹性材料表面时，部分会转移到材料本身并以热能和应力波动能的形式表现出来。通过改变激发激光的几何形状可以控制能量在材料中的分布以及对材料的影响。激光超声就是利用高能激光脉冲与物质表面的瞬时热作用，通过热弹效应（少数情况是热蚀效应）在固体表面产生应变和应力场，使粒子产生波动，进而在物体内部产生超声波。 　
   　
      根据入射到物体表面激光能量的不同，激光脉冲在物体表面产生的这种热效应可分为热弹效应和热蚀效应两种。在较低的吸收率下，表面吸收的热量不超过其融化温度，产生的是短时膨胀过程，与该膨胀相关的应力波绝大部分在弹性范围内，该方式称为热弹效应。在高能作用下，物体的温度升高，超过了其蒸发温度，产生烧蚀现象，使材料表面气化，形成等离子体，于是有一垂直表面的反作用力作用在表面，形成弹性波源，该方式称为热蚀效应。在热弹性区，激光产生的应力波大小与吸收光的能量呈正比，对于均匀能量分布，可用一维模型描述激光束在材料表面产生的应力，其在材料表面产生的应力-应变与材料表面吸收的激光能量呈正比。 　　
      
     当激光入射到材料上时，所产生的超声波以不同的类型传播出去，主要有纵波、横波和表面波。影响超声波传播特性的因素很多，主要有材料对激光光能量的吸收程度、材料的热传导特性、激励激光的频率、材料表面的光滑程度等。编辑本段激励方式　　主要的激光超声激励检测方法可分成三种方式： 　　第一种是激光激励和激光接收方式。即利用激光脉冲与试样表面瞬时作用产生超声波，用光学法接收来自被检测材料内部的超声信号。
     
      光学法检测超声又分为两大类：一类是光学非干涉法，如狭缝法、刀刃法等；
                                             另一类为光学干涉法，主要包括外差干涉法、差分干涉法和多光束干涉法等。 　　
                                             第二种激光激励-超声接收方式是利用激光脉冲产生超声波，通过压电超声换能器作为接收器接收检测信号。 　　
                                             第三种方式是超声发射-激光接收方式，即利用压电超声换能器产生超声波，通过激光干涉方法接收检测信号。

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     纯粹的超声波检测需要耦合剂，例如金属超声波探伤很多使用纯净水做耦合剂；而激光超声可以进行无接触、超宽带检测，检测灵敏度比超声检测有量级上的提高