激光超声

摘要： 为了提高激光超声检测铝板缺陷的最大振幅超声波C扫描图像的质量并精确识别缺陷大小,在算法上,提出滤波和差分相结合的数据处理方法;在实验上分别用不同频率不同角度的超声换能器对铝板缺陷扫描激励检测确定最优检测参数。实验结果表明:超声换能器与铝板之间90°倾角耦合时虽然可以有效识别表面缺陷,但45°倾角耦合时,超声换能器对铝板内部缺陷检测效果更佳,经过滤波和差分处理后的图像质量显著提高;利用处理后的图像计算得到的缺陷尺寸与实际缺陷进行对比,误差在10%以内,进一步说明该方法在金属板材缺陷检测方面的广阔应用前景。

摘要： 一种3D打印在线缺陷检测的多振镜快速同步扫描装置申请号:CN202110302243.0申请日:2021.03.22公开(公告)号:CN113030264A公开(公告)日:2021.06.25 IPC分类号:G01N29/04申请(专利权)人:上海航天设备制造总厂有限公司发明人:时云;乔汝旺;王旭琴;邓文敬;曹晓;袁书现;侯春杰;赵凯;张春杰;郭立杰摘要:本发明提供了一种3D打印在线缺陷检测的多振镜快速同步扫描装置,涉及增材制造技术领域,该装置包括:增材制造加工和检测接收共享光路系统(用于实现加工光路和检测接收光路的配合扫描);激光超声激励光路系统(用于实现激光超声的产生,并保证激光超声检测和加工幅面重合、检测焦点和增材制造焦点重合);控制系统(用于实现检测和增材制造工艺的协同控制和打印-检测-反馈控制)。

摘要： 光声技术以其声源空间分辨率高,易于产生而受到广泛关注,但因光声转化效率低下,如何利用多点光声产生声聚焦成为提高光声检测灵敏度的重要途径。为了利用多点光声产生声聚焦以提高光声检测灵敏度,该文开展了基于八阵元的光声声聚焦的研究。利用时间反转法,采用仿真加实验的方法,分析了空间激励位置、频率及阵元数对聚焦性能的影响。实验结果表明,该方法实现了10倍以上的聚焦效果。

摘要： 该文采用有限元仿真方法分析斜裂纹与激光超声表面波的作用机理。主要研究内容包括:通过建立斜裂纹与激光超声作用的二维仿真模型,分析裂纹处透射波声场的频谱特征;并对不同深度、不同角度、不同宽度的斜裂纹进行仿真计算,实现采用透射系数对斜裂纹几何参数的分析。研究结果表明:激光超声表面波透射系数随斜裂纹深度呈线性变化,深度越大,透射系数越小,且这种变化与倾斜角度无关。同时,当斜裂纹深度大于0.5 mm且倾斜角度在45°~90°和90°~135°范围内,此时透射系数与倾斜角度呈线性关系。此外,透射系数随着裂纹宽度的增大而减小,且这种变化与深度、倾斜角度无关。该文研究结果可为激光超声定量检测斜裂纹的深度、宽度与角度提供有力的仿真研究参考。

摘要： 为了提升混凝土结构的管养水平,针对现有混凝土表面裂缝检测方法的局限性,引入激光超声技术对混凝土表面微裂缝进行非接触无损检测;通过理论分析与表面裂缝检测试验,探究瑞利波在混凝土表面不同传播距离、路径以及不同裂缝深度情况下的传播特性。结果表明:瑞利波波峰值可用于判定传播路径上是否存在表面裂缝,并能检测出裂缝边界与裂缝中心位置,实现混凝土表面微小裂缝的定位;由于瑞利波波峰值与裂缝深度呈正相关,因此瑞利波波峰值也可用于表征混凝土表面裂缝深度,为混凝土表面裂缝深度的检测提供了新的方法。

摘要： 使用有限元分析软件,探究激光激发超声在橡胶类材料中的激发机理和传播特性,以及橡胶类材料本身所具有的非线性应力应变关系可能对激光激发超声过程的影响。为了研究激光激发超声的物理变化过程,在有限元软件中构建二维模型,根据脉冲激光的各种特性将激光辐照的过程等效成力在材料表面的作用,进而得到模型理论的应力变化过程和超声波回波的波形情况。该研究为激光超声技术对不同材料的适用性提供了数据和理论基础,也为激光超声在橡胶类材料无损检测范畴提供了一个新的途径。

摘要： 无损检测是预防和及时发现金属材料失效的重要且有效的技术方法,广泛应用于特种设备、航空航天和能源电力等行业领域。本文介绍了多种无损检测与评价技术手段在常规承压设备金属材料构件上的应用,包括磁粉检测(MT)、渗透检测(PT)、射线检测(RT)、超声检测(UT)、涡流检测(ET)等五大常规技术的应用及发展现状,并重点研究了金属增材制造先进制造工艺的特点,以及激光超声无损检测技术在增材制造金属材料检测方面的应用和研究。

摘要： 玻璃钢具有优异的材料性能而被广泛应用于航空航天等领域,但在生产和使用阶段产生的缺陷会极大影响材料的稳定性和安全性。使用传统无损检测手段检测具有各向异性、层铺结构的玻璃钢时存在一定局限。使用结合激光超声与空耦超声检测优点的混合系统,采用中心频率为450 kHz的低频空耦探头,非接触检测了玻璃钢内部不同类型的微小缺陷,并开展了接触式相控阵超声检测对比试验。试验结果表明,使用混合系统能够有效实现玻璃钢内部缺陷形状、尺寸及位置的低成本、非接触和高精度检测。

摘要： 超声检测作为检测行业5种常规的无损检测技术之一,是目前国内及国外使用频率最高、最广泛且发展较快的一种无损检测技术。超声检测技术的发展代表了无损检测整个领域的发展水平。通过查阅大量的文献资料,列出了当前超声检测技术领域的主要研究进展和研究方向,同时也对其今后的发展提出了展望。

摘要： 针对激光超声体波在检测材料内部缺陷时反射信号弱、信噪比较差的问题,提出了一种基于激光超声的多模式合成孔径聚焦成像方法。通过耦合激光激发超声方向性、干涉仪探测超声方向性、超声波与缺陷作用后声场分布方向性得到声场灵敏度图,再根据声场灵敏度图和不同模式波的传播特性预测不同位置分布缺陷的最佳成像模式波,从而使用多模组合的合成孔径聚焦成像方法对缺陷成像。使用有限元方法对该成像过程进行数值模拟来验证其可行性,成像结果与理论预测一致。采用这一缺陷成像方法可减小盲区,消除伪像,从而提高图像质量。

摘要： 为了完成对激光激发超声与金属材料表面缺陷相互作用后的超声信号传播特性的分析以及对缺陷的定位,搭建激光超声检测实验平台,采用扫描法检测获得B-scan图像.结果表明:激光激发声表面波在传播过程中遇到缺陷及样品边界后波型会发生转换,从B-scan图中可以定位缺陷,为扫描检测法在金属材料表面徽裂纹的无损检测方面提供了理论分析和实验研究依据,具有一定的研究价值.

摘要： 为了实现内部微小缺陷的远程无损检测,本文提出了基于激光超声技术的反射横波双阴影法.该方法结合了超声透射法和反射法的优点,利用时间飞行法(TOF)对样品进行扫描检测,通过精确测量激光激发与探测点距离、样品厚度和横波双阴影间距实现了内部缺陷的有效检出和精确定位.

摘要： 国家铁路运输事业是国民经济的标志性产业，是社会经济蓬勃发展最直观、最鲜明的体现。当代社会对高速度、高效率、高品质的追求，对铁路的运行速度、质量与安全提出了更高的挑战。因此要加强对铁路设备的质量与安全监测，以便能够及时排除故障与安全隐患。激光超声检测技术是进行全面质量监管的重要环节，是进行材料缺陷检测最切实可行的方法。从而，将激光超声检测技术应用于铁路设备的安全监测具有重要的意义。在激光超声检测中,传统的神经网络方法对于高维小样本事件存在着过学习、局部极小、推广泛化能力差、复杂度高等问题,因此超声缺陷信号的特征提取至关重要.针对这一问题本文采用核熵成分分析(KECA)对激光超声缺陷信号进行特征提取,有效降低了样本数据的维数,然后应用支持向量机(SVM)进行缺陷分类识别验证了算法的有效性.

摘要： 搭建二分量激光超声检测系统,同时检测面内和离面位移.实验检测铝块偏背中心的二分量信号,结果与数值计算一致.以此为基础讨论二分量检测技术在无损检测领域的应用,包括去除逆时偏移超声成像中的伪像,以及使用Lamb波的面内位移检测金属薄板的表面缺陷,说明了较单分量方法的优越性.

摘要： 激光超声无损检测技术是近年来发展起来的一种新型非接触式超声无损检测技术,已成为无损检测领域的一种重要技术和手段.本文利用激光超声对钒合金样品进行了无损检测,实验发现了样品中人为制造的4个不同类型的缺陷,为激光无损检测技术在产品无损探伤中的应用奠定基础.

摘要： 基于有限差分法求解热弹性方程,建立激光超声检测的数值模型;基于该模型计算激光温度场、发射声场以及缺陷回波,讨论激光光斑、脉冲能量和脉冲上升时间等参数对激光超声的影响;通过激光超声检测实验验证模型计算精度,结果表明,有限差分法可以精确地计算激光超声检测中的温度场、超声场及缺陷回波场.

摘要： 通过不同搅拌摩擦焊工艺参数获得铝合金薄板根部未焊合、隧道孔两种典型缺陷,对比X射线检测结果,采用激光超声对根部未焊合和隧道孔两种典型FSW缺陷进行检测.从时域上对采样信号进行初步分析,并用welch功率谱法进行频域分析,获得不同缺陷对应特征信息.实验结果表明,激光超声能够有效检测2219铝合金FSW典型缺陷,从而为铝合金缺陷检测提供一种技术途径.

摘要： 激光产生的超声信号中常包含多个模式声波,如纵波、横波以及各种转换波,每一个模式都可能携带了介质的内部信息.为充分利用这些模式,本文提出应用绕射偏移方法对这些波模式分别进行成像,并相互印证来提高检测的可靠性.在实验上,对铝样品中的横穿孔进行了激光超声实验检测和成像处理,所得图像清晰显示了这些横穿孔,结果表明该方法具有较高的信噪比和分辨率.

摘要： 本文利用激光超声无损检测的实验方法，观察声表面波在具有不同表面缺陷条件的样品中的传播，研究了具有表面缺陷的厚铝板的声传输特性。利用时间历程分析和频谱分析，证实了材料的表面和近表面微裂纹缺陷具有一定的分频滤波效应。

摘要： 基于前人关于激光激发表面波与近表面埋藏矩形缺陷作用机理的数值模拟结果,本文通过实验研究了激光激发表面波与埋藏矩形缺陷作用的机理.实验结果表明,激光激发表面波与埋藏矩形缺陷作用会产生反射表面波,且随着缺陷的埋藏深度不断增加,反射表面波的信号强度逐渐减小,该结果表明反射率逐渐减小而透射率增大.进一步分析发现,当埋藏深度不超过一倍中心表面波波长时,反射表面波信号点的到达时间保持不变,即与埋藏深度的变化无关.实验结果与数值结果吻合,阐释了表面波与埋藏缺陷作用的机理,且由于反射信号中包含了缺陷信息,该结论对实现埋藏缺陷的定量检测有一定的实用价值.

摘要： 本发明涉及一种超声激光机械复合加工方法、超声波振动夹具、机床及激光器，在待加工工件产生超声波振动的情况下，激光器产生的激光对待加工工件进行粗加工，激光加工使待加工工件上产生具有裂纹的损伤层，超声波振动用于增大损伤层的扩展，然后通过刀具对待加工工件进行精加工。超声波振动有利于激光对待加工工件烧蚀后熔滴的脱落，增加了待加工工件与激光的接触；激光烧蚀作用会导致待加工工件表面产生微裂纹的损伤层，在超声波振动的作用下，在微裂纹形成后由于高频振动的存在使材料内部应力释放更完全，稳定增大微裂纹的扩展，进而稳定扩大了损伤层的扩展，有利于刀具对加工工件精加工时材料的去除，降低切削力和刀具磨损，提升加工效率。

摘要： 本发明涉及一种超声激光机械复合加工方法、超声波振动夹具、机床及激光器，在待加工工件产生超声波振动的情况下，激光器产生的激光对待加工工件进行粗加工，激光加工使待加工工件上产生具有裂纹的损伤层，超声波振动用于增大损伤层的扩展，然后通过刀具对待加工工件进行精加工。超声波振动有利于激光对待加工工件烧蚀后熔滴的脱落，增加了待加工工件与激光的接触；激光烧蚀作用会导致待加工工件表面产生微裂纹的损伤层，在超声波振动的作用下，在微裂纹形成后由于高频振动的存在使材料内部应力释放更完全，稳定增大微裂纹的扩展，进而稳定扩大了损伤层的扩展，有利于刀具对加工工件精加工时材料的去除，降低切削力和刀具磨损，提升加工效率。

摘要： 本发明公开了一种使用超声速低温气体冷却的固体激光增益模块，包括超声速喷管、固体激光增益介质薄片、第一石英窗口和第二石英窗口；其中使用超声速喷管产生的低温气体，流过固体增益介质薄片的表面实现换热。使用第一石英窗口和第二石英窗口与N块固体增益介质薄片，组成N+1个流道。固体激光增益模块可以采用端面泵浦的方式，也可以采用侧面泵浦的方式。本发明提供的固体激光增益模块具有换热设备结构简单，使用方便等优点。

摘要： 本发明公开了一种基于激光超声的激光点焊微焊点质量检测装置，包括纳秒脉冲激光器，纳秒脉冲激光器发出的激光经过二分之一波片到达偏振分光镜，偏振分光镜将激光分束，分别进入能量探测器和分束镜，能量探测器通过能量探测器表头与电脑相连，分束镜将激光分束，分别进入光电探测器和光反射镜，光电探测器与电脑相连，穿过光反射镜的激光依次经过光阑、扫描振镜到达多轴位移平台，多轴位移平台与滤光片、激光多普勒测振仪在同一直线上。本发明还公开了一种基于激光超声的激光点焊微焊点质量检测装置的检测方法。本发明方便高效，适用于高温极端环境以及复杂形貌结构件检测；是完全非接触式激光微焊点无损检测，扫查速度快，检测结果直观可靠。

摘要： 本发明公开了一种激光超声技术辅助脉冲激光打孔装置及方法，涉及激光打孔领域，包括振动模块、第一脉冲激光器、计算机、第二脉冲激光器控制器、第二脉冲激光器、超声探测器和振动模块控制器；该方法原理是在第一脉冲激光器对工件加工之前，加工过程中以及加工之后的一段时间，采用第二脉冲激光器作用于工件下表面激发出超声波，超声波产生超声振动辅助激光打孔，采用振动模块产生超声振动，使得第一脉冲激光器输出激光聚焦后的焦点按一定的频率上下振动。本发明有效的缓解了目前脉冲激光打孔重铸层较厚、热影响区较大和存在微裂纹的问题，使工件具有更高的加工质量，同时可以提高打孔深度，并大大提高加工效率。

摘要： 本发明公开了一种基于激光超声的双光束激光快速成形制造方法，所述方法采用金属粉末与激光同轴送粉的方式，利用激光热源作为熔化金属粉末并使其沉积成形的主热源，借助高频脉冲激光能量激励激光熔池产生超声能场，从而使熔池熔凝过程形成致密且细晶的沉积层组织结构，其包括如下步骤：1）调整主热源激光和脉冲振荡激光的相对位置，使得脉冲振荡激光束能量作用于熔池尾部区域；2）设定主热源激光束与脉冲振荡激光束能量的协同工作模式；3）设定脉冲振荡激光束作用模式；4）启动成形制造程序，开始成形制造过程至制造流程完成。其能够提高材料熔凝结构致密度，提高熔池中的异质形核率，促进均匀形核，使熔池凝固过程晶粒生长得以显著细化。

摘要： 为解决上述技术问题，本申请提供一种激光超声扫描成像装置以及一种激光超声扫描成像系统，该激光超声扫描成像装置包括：脉冲激光器，用于发射脉冲激光；承载台，用于放置待测样品，所述待测样品在所述脉冲激光的激励下产生超声波；检测装置，用于对所述待测样品进行超声波检测；其中，所述承载台被配置为可沿预设轨迹移动，以使所述脉冲激光对所述待测样品进行扫描。本申请提供的激光超声扫描成像装置能够对体积或面积较大的待测样品进行检测。

摘要： 本公开涉及激光结合检查的脉冲拉伸技术、激光超声检查及激光喷丸。具体地，涉及示例性激光系统包括激光器、串联联接在一起的多个脉冲拉伸器、反馈模块和镜头组件。多个脉冲拉伸器被配置为拉伸由激光器提供的激光脉冲的脉冲宽度并且输出拉伸激光脉冲。反馈模块包括脉冲延迟比较器，该脉冲延迟比较器被配置为将激光脉冲中的第一激光脉冲与拉伸激光脉冲中的对应第一拉伸激光脉冲进行比较。反馈模块还包括计算装置，该计算装置被配置为基于脉冲延迟比较器的比较结果确定对多个脉冲拉伸器中的脉冲拉伸器的调整，并且将该调整应用于脉冲拉伸器以便修改拉伸激光脉冲中的第二拉伸激光脉冲的形状。

摘要： 本发明公开了一种基于激光超声的激光点焊微焊点质量检测装置，包括纳秒脉冲激光器，纳秒脉冲激光器发出的激光经过二分之一波片到达偏振分光镜，偏振分光镜将激光分束，分别进入能量探测器和分束镜，能量探测器通过能量探测器表头与电脑相连，分束镜将激光分束，分别进入光电探测器和光反射镜，光电探测器与电脑相连，穿过光反射镜的激光依次经过光阑、扫描振镜到达多轴位移平台，多轴位移平台与滤光片、激光多普勒测振仪在同一直线上。本发明还公开了一种基于激光超声的激光点焊微焊点质量检测装置的检测方法。本发明方便高效，适用于高温极端环境以及复杂形貌结构件检测；是完全非接触式激光微焊点无损检测，扫查速度快，检测结果直观可靠。

摘要： 本实用新型提供一种激光精密点焊质量激光超声检测系统，涉及精密加工质量检测方法技术领域，包括激光器、二向色镜、凸镜、位移平台、激光测振仪、第一光电探测器、信号处理系统、计算机和CCD相机，激光器、二向色镜、凸镜、位移平台、激光测振仪、第一光电探测器、信号处理系统、计算机和CCD相机均通过数据线进行连接。本实用新型检测效率高，检测结果精确可靠。