相移迁移法在激光超声合成孔径聚焦技术中的应用

通过分析脉冲源激光辐照于工件表面激发的多模式、宽带超声体波信号并结合合成孔径聚焦技术(SAFT),实现了对工件内部微小缺陷的检测、定位和成像。首先基于有限元仿真模拟了激光激发超声波在含缺陷样品中的传播过程,编写了基于相移迁移法(PSM)的SAFT成像算法,然后在实验中使用激光在含缺陷样品表面激发超声波,使用激光测振仪探测超声波,并基于已有算法和探测结果对样品内缺陷进行了检测和定位,以验证算法的正确性。有限元仿真以及实验结果均表明,将激光超声技术与频域SAFT-PSM结合,能够有效地对微小缺陷进行检测和定位,且其图像重构速度快于时域SAFT,可为激光超声无损检测提供更快速的实时技术方案。     

一维线形超声相控阵换能器辐射声场研究

在相控阵超声工业无损检测中,超声换能器的声场分布直接决定着被检测区域的回波信息特征,从而影响检测结果。本文通过研究超声波在固体介质中的传播规律,建立了超声相控阵换能器在介质中辐射声场的数学模型,数值模拟了在一层、两层介质中相控阵换能器的辐射声场图,声场结果为更形象直观的了解声场变化和检测结果评估提供理论依据。     

激光超声光学检测应用

激光脉冲照射样品表面会发出超声波,利用光学方法对超声波进行检测,可以对材料和产品质量进行无损评估。介绍了激光超声共焦法布里-珀罗(F-P)检测的原理,设计了一种新型共焦F-P干涉检测仪(CFPI),很好地解决了激光超声光检测中激光器的稳定问题和CFPI的稳定问题,用纯光学方法实现了真正意义上的无损检测应用,实验验证了该激光超声光学检测系统的实现方式。     

封装污染物的声学检测

由于具有对封装和芯片之间界面成像的能力,声学成像技术可用于检测缺陷、污染物和塑模料问题。从声学显微镜的换能器发射到样品的超声波脉冲,只会从材料的界面处反射回声信号——而对于同质材料则不会。如果样品是塑料封装的微电路(PEM),     

利用激光冲击波检测碳纤维材料中的粘接质量

碳纤维增强复合材料(CFRP)由于具有出色的力学性能而越来越多地受到关注,但是由于对这种材料粘接结构缺乏有效的无损检测方法而导致其应用受到了局限。发展了一种基于激光冲击波的碳纤维增强复合材料粘接质量无损检测方法。对于一个碳纤维增强复合材料粘接结构,当激光作用在样品表面时,会产生一个冲击波在其中传播,冲击波到达样品后表面时会反射一个稀疏波,并在材料内部形成拉伸。在适当的激光强度下,好的粘接质量将不会受影响;而差的粘接质量将会造成损伤。实验过程中,对样品自由面的速度历史进行了测量,该信号可以反映粘接层的内部损伤情况。这一结论也通过对回收样品的激光超声检测得到了证实。这项技术的发展将使未来碳纤维增强复合材料粘接结构的在线检测成为可能。     

PCI-9820在超声波无损检测中的应用

超声波无损检测一直是无损检测技术的重要手段之一，由于其信号的高频特性。并减少人为因素对测试结果的影响，要求采用高速数据采集设备来采集、记录、分析和处理。在这个案例中，客户需要使用超声波对钢材进行无损监测     

飞秒激光超声时域分析用于无损检测研究

为了进一步探究飞秒激光诱导超声波在无损检测领域中的应用,本文提出了一种基于飞秒激光的超声时域分析方法,实现了对物质的无损检测。该方法首先将飞秒激光聚焦到被测物体表面激发出超声脉冲,然后通过采集超声脉冲的时域信号来对被测物体的内部结构进行可视化无损检测。为了验证方法的有效性,我们进行了以下两个实验:首先,我们对水泥样品进行了扫描并分析得到了其中的孔洞的位置;此外,我们还对未知内部结构的金属镜筒进行了扫描,检测出了其中透镜组的位置。理论分析和实验结果均证明了实验方法的有效性,与传统的超声无损检测技术相比,基于飞秒激光的超声时域分析方法能够简单快速地实现无损检测,具有良好的应用前景。     

激光超声振荡与检测系统

激光超声振荡与检测系统１引言超声波无损检测现在已广泛应用于各个领域。让超声波从物体的表面进入物体内部，然后在某一确定的位置检测其波信号，就可以确定该物体的内部情况。这虽然是一种从表面到表面的工作方式，但很清楚波的传播过程是受传播媒介影响的，因此由波信...     

基于Hilbert变换的激光超声波成像技术在缺陷检测中的应用

介绍了一种基于Hilbert变换的激光超声波传播图像方法,通过采用脉冲激光器在被测材料表面产生超声波信号,对接收的超声波信号进行Hilbert变换,并详细分析了超声波信号在被检测材料表面传播的时域波形图,最后利用超声波成像技术将超声波信号在被测材料的传播过程进行图像显示。实验结果表明:采取Hilbert对超声波信号进行变换的方法不仅能有效地提取超声波信号在缺陷处传播的信息,还能从超声波传播的图像中直观、高效地检测出表面缺陷的形状、大小及分布情况。因此,提出的Hilbert变换的激光超声波成像技术为工业中缺陷的定量检测提供了方法。     

基于压缩感知的快速激光超声合成孔径聚焦技术

传统激光超声合成孔径聚焦技术（LU-SAFT）通常需要在待测样品表面以小步长扫描来提高横向分辨率,但小扫描步长会导致总检测时间过长,影响检测效率。针对这一问题,笔者提出了基于压缩感知的LU-SAFT方法,以提升扫描效率。该方法首先使用压缩感知根据稀疏扫描点处A扫信号的最大强度恢复出全场的扫描点A扫信号最大强度,进而确定样品表面的最优扫描区域,然后在最优扫描区域内进行扫描,最后对缺陷进行SAFT图像重建。在实验中,笔者采用脉冲激光在含有缺陷的样品表面激发超声,使用激光多普勒测振仪探测超声,并利用基于压缩感知的LU-SAFT方法对样品内部缺陷进行检测,以验证所提方法的可行性。实验结果显示：针对相同的扫描区域,传统LU-SAFT需要扫查500个点,花费3.15 min;与传统LU-SAFT相比,本文所提方法在扫描点数上减少了80%,在扫描时间上缩短了80%,并且缺陷的SAFT成像信噪比提高了约42%。本文研究内容及结果可为激光超声无损检测提供更快速的检测方案。     

电子散斑干涉技术在小试件无损检测中的应用研究

无损检测诊断技术是一门新型的综合性应用学科。随着微电子学和计算机技术等现代科学技术的飞速发展，无损检测诊断技术也得到迅速发展。以激光为光源的光学无损检测是一种新的检测方法，电子散斑干涉技术（ESPI：Electronic Speckle Pattern Intefferometry）是计算机图象处理技术、激光技术以及全息干涉技术相结合的一种新技术。由于ESPI既可直接应用于实际工程材料及构件，又可以现场给出全场的位移，在无损检测领域获得越来越多的重视。本文选用具有较好光洁度的小型试样作为研究对象，用ESPI装置对小型试样作无损检测，实现了光洁试样表面微小裂纹检测。研究表明系统在无损检测方面具有较高的利用价值，为小器件的安全检测提供了一种光学测试手段。     

不锈钢表面溅射氮化铝陶瓷膜工艺参数的研究

工业生产中需要测量机械零件的润滑油膜厚度,利用超声波检测可实现无损检测的目的。利用氮化铝(AlN)陶瓷膜制成的压电换能器对超声波发射和接收。利用射频磁控溅射技术,在不锈钢表面沉积AlN薄膜。利用X线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)等设备对AlN薄膜结构表征,并对结果进行了讨论。     

超声波扫描技术的缺陷检测分析及声阻抗研究

超声波扫描显微技术作为无损检测和探伤的有效手段,广泛应用于塑封半导体集成电路内部的分层、空洞和裂纹等缺陷的检测。由于各种材料的声阻抗不同,根据超声波的特点,如果样品内部有缺陷存在,超声波反射信号的强度分布就会产生差异。基于此,介绍基于超声波特性的缺陷检测分析和超声波在材料中的声阻抗。     

利用激光-电磁超声检测钛钢复合板脱粘

结合面质量直接影响钛钢复合板的整体强度。为有效评估粘接性能,提出了脱粘缺陷的激光-电磁超声非接触式检测方案。基于激光超声激励原理,纵波声场指向性以及电磁超声接收理论,搭建了钛钢复合板脱粘缺陷检测系统。在基材侧或复材侧,使用长度10 mm、宽度0.2 mm的脉冲激光线状光斑辐照于材料表面激励超声波,利用中心频率1 MHz的电磁超声纵波换能器在异侧对心处接收信号。探讨了主声束和换能器相对脱粘缺陷移动过程中信号幅值的变化规律,根据试验数据可知,随着换能器被缺陷遮挡长度的增加,信号幅值逐渐降低。当主声束和换能器被遮挡一半时,信号幅值降为粘接良好状态下的0.5倍。因此,可依据信号幅值的变化特征来判定脱粘缺陷,同时也说明了激光-电磁超声技术适用于钛钢复合板结合面的非接触式检测。     

基于压电换能器的新型超声波助焊技术

利用超声波的机械作用,将超声波应用到焊接技术中,提出一种超声波助焊技术。超声波发生装置发出高频振荡信号,通过压电换能器转换成高频机械振荡而传播到介质,超声波在焊锡溶液中向前辐射,产生较强的压力,使焊锡溶液在瞬间有较大的振荡速度,降低焊锡溶液的表面张力,确保焊锡溶液在被焊接物表面顺利扩展、流动、浸润,提高焊锡溶液的浸润度。实验结果表明,超声助焊能明显提高焊锡对导线的浸润,提高导线焊接质量。     

基于PVDF压电薄膜的超声波测厚技术探究

开展了基于PVDF压电薄膜的超声波测厚技术研究,通过分析超声波是弹性机械波的一种,在同种均匀介质中,其传播声速一定,当从一种介质进入另一种介质时,在结构表面会发生反射作用。因此,我们可以认为超声波从被测试件的表面发出到接收到另一底面反射波信号的传播间隔时间与被测厚度值成正比关系,从而测量厚度的问题转化成测量超声波在试件中传播时间的问题。基于PVDF压电薄膜的超声波测厚技术将为快速便捷的测量厚度问题提供一种新的手段,并为将来测厚技术系统的开发奠定技术基础,具有工程应用价值。     

基于PVDF压电薄膜的超声波测厚技术探究

开展了基于PVDF压电薄膜的超声波测厚技术研究,通过分析超声波是弹性机械波的一种,在同种均匀介质中,其传播声速一定,当从一种介质进入另一种介质时,在结构表面会发生反射作用。因此,我们可以认为超声波从被测试件的表面发出到接收到另一底面反射波信号的传播间隔时间与被测厚度值成正比关系,从而测量厚度的问题转化成测量超声波在试件中传播时间的问题。基于PVDF压电薄膜的超声波测厚技术将为快速便捷的测量厚度问题提供一种新的手段,并为将来测厚技术系统的开发奠定技术基础,具有工程应用价值。     

基于相干探测的激光超声检测系统设计与实现

提出一种基于激光注入光纤相干的材料表面缺陷无损检测系统,将光学传感、空间光耦合及平衡探测技术有机结合,利用脉冲激光激励与单频激光探测手段,探讨激光超声信号在介质中的产生、传播与检测机理,并通过数据采集与LabVIEW图形化编程设计的上位机界面,对信号特性进行分析和处理。实验测试表明,采用激光注入光纤相干探测系统的信号检测,能减小系统噪声的影响,降低输出信号抖动,通过超声回波峰值信号突变,有效实现工件缺陷判断,为工程应用提供一种新的测量方法。     

利用激光清洗技术清除砂岩及光学元件表面污染物

激光清洗技术与其他清洗方法（化学清洗、超声波清洗等）相比,具有保证清洗对象无损、清洗效果好、精细和无污染等优点,正在被广泛地研究和应用。根据去除原理的不同,激光清洗技术被分类为干式激光清洗、湿式激光清洗和激光等离子体冲击波等方法。在文物保护领域中,石质文物表面的污染物影响文物美观,更严重威胁着文物的保存。在高功率固体激光装置中,光学元件表面的污染物严重影响了激光系统的正常运行。利用激光清洗技术清除砂岩表面的墨迹污染物以及镀金K9玻璃表面颗粒和油脂污染物,利用显微镜、暗场成像法、紫外可见近红外分光光度计、X射线光电子能谱仪等方式检测清洗效果,结果表明清洗效果良好。     

红外光热辐射法测定激光表面硬化层深度

介绍了一种用激光诱发红外光热辐射法对金属材料激光表面硬化层进行深度剖析的新技术。用这种技术，对经激光表面处理的锆合金（Ｚｒ－２．５Ｎｂ）表面硬化层的厚度进行无损检测，所得结果与常规的破坏性检验方法（剖面显微硬度测量）一致。