研究目的
为提高激光声学方法在金属制品无损检测中的效率和灵敏度,特别是针对微观尺寸表面缺陷的检测,并提升检测结果三维可视化的细节程度。
研究成果
改变表面波的检测模式扩展了激光声学方法在检测宽度小于30微米表面裂纹方面的能力。构建缺陷的三维图像不仅能够确定几何参数,还能确定缺陷形状,从而提高对其临界性的评估。通过减小量化步长可以提高该方法的效率,这表明使用激光束-探测器的连续移动系统是可行的。
研究不足
该方法对微小不均匀性的敏感度受时间变化阈值限制,可能漏检微小缺陷。虽可降低该阈值,但需谨慎权衡以避免误报。通过激光束-探测器系统的连续移动来减小量化步长,可进一步提高检测效率。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用基于光声效应的激光-声学方法进行非接触式超声激发,并使用压电接触式换能器记录声波。
2:样本选择与数据来源:
研究了具有真实表面裂纹的金属样本,包括一块通过机械加载形成裂纹的金属板。
3:实验设备与材料清单:
用于超声激发的脉冲激光器、用于声波记录的压电接触式换能器,以及用于裂纹测量的显微镜。
4:实验步骤与操作流程:
以350微米的步长沿裂纹长度方向扫描,获取时间依赖关系并构建裂纹轮廓。比较了两种检测模式:固定PET和带激光束的可移动PET。
5:数据分析方法:
分析表面波从激发区域传播到检测区域所需的时间,基于时间依赖关系构建裂纹轮廓,并通过一系列轮廓建立缺陷的三维图像。
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