编辑:北国老剑
激光技术具有高亮度、单色性强和相干性好等优点,广泛应用于很多领域。在此基础上,激光超声技术应运而生。所谓激光超声检测技术即用强度调制的激光束射入闭合的介质空间时可产生声波,通过对这种波的检测来达到对材料性质的无损评价、对复合材料构件进行评估等的应用技术。
传统的无损检测方法在高温高压、高湿、有毒、检测环境或被测工件具有放射性或腐蚀性以及被测工件具有较快的运动速度时不能完全满足检测需求,而激光超声检测技术由于能够在短时间内不接触被测物进行激光激励,因此很好地克服了高温高压、高湿、有毒、酸、碱等检测环境和表面很薄且粗糙或不规则的材料物体的检测难题,并逐渐成为材料无损检测的一种重要手段和发展方向。
激光超声按照接收方式可分为传感器检测和光学检测。其中传感器检测包括压电陶瓷换能器检测、电磁声换能器检测,电容声换能器检测;光学法检测具有非接触、灵敏度高等优点,避免了传统超声检测需要耦合剂的缺点,光学法检测又分为非干涉检测技术和干涉检测技术两种。
激光超声技术之所以受到人们的亲睐,主要因为其具有以下几大优势:
(1)非接触:激光超声技术可实现完全意义上的非接触,并能够在高温、高压、有毒或放射性等恶劣条件下进行远距离无损检测;
(2)宽带:激光超声在时间和空间上都具有极高的分辨率,大大增强了探测微小缺陷的能力和测量的精度,非常适合超薄材料的检测和物质微结构的研究;
(3)实时在线:激光超声的检测是在瞬间完成,能够满足快速实时检测的需求,是工业上定位、在线监测、快速超声扫描成像的极好手段;
(4)适用面广:激光超声技术在材料的缺陷探测和定位、内部损伤过程监测、断裂机理研究等工程领域都有非常广泛的应用。
激光超声检测技术同时存在一些亟待解决的问题:如声光能量转换效率低的问题、激光超声信号检测灵敏度问题等,而这两大问题也是激光超声无损检测技术未来的发展趋势。
此外,激光超声技术凭借其优异的特性,在纳米检测与表征领域的应用将会是一项非常有前途的技术。将激光超声技术应用于纳米检测,可提高其检测精度,使检测系统向更高程度的自动化、智能化发展。其中激光微裂纹检测技术可用于飞机的引擎、机翼和电站的主轴等主要零部件以及为核设施中的关键部件的早期失效所产生的微裂纹的实时检测提供有效的检验手段,以此达到延长使用寿命和预见使用寿命的目的。
国内在激光超声检测领域比较有代表性的企业有矩阵科技,其代理的产品激光超声检测系统适用于一些恶劣环境,如高温、腐蚀、辐射及具有较快运动速度的被检件,对薄膜材料和异型材料等也是理想的检测方案。