激光检测技术范文
时间：2023-02-28 09:39:08
激光检测技术范文第1篇
【关键词】胶辊;激光;检测;接触式测量
一、什么是胶辊
胶辊是以外层橡胶包覆圆柱金属（或其他材料）芯组成的辊状制品。胶辊一般由外层胶、硬质胶层、金属芯、辊颈和通气孔组成，其加工包括辊芯喷砂、黏合处理、贴胶成型、包布、铁丝缠绕、硫化罐硫化及表面加工等工序。胶辊主要应用于造纸、印染、印刷、粮食加工、冶金、塑料加工等方面。
由于胶辊直接与金属接触，并且金属芯承受了较大的张紧力，因此使得胶辊与金属芯之间产生摩擦，导致胶辊发生磨损。因此，利用检测手段控制胶辊的质量是必不可少的重要方法。
二、胶辊的检测方法
目前国内外采用的胶辊测量方法主要有接触式测量和非接触式测量。
1.接触式测量方法
（1）人工测量
人工测量一般采用游标卡尺、千分尺和千分表进行测量，测量结果误差大，效率低，耗费人力。
以印刷胶辊为例，由于印刷胶辊表面质地较软， 采用千分尺以及千分表进行测量时，对仪器的精度要求很高，在测量时产生的测量压力容易损伤胶辊面，造成较大误差，直接影响到印刷品的质量， ，会导致印刷品色彩不稳定、颜色不均匀或出现色斑。
（2）接触式触针测量
接触式测量一般是采用机械式触针与被测物体表面接触，对胶辊进行逐点扫描后获得相关数据。这种测量方法测量范围大，测量精度高，测量稳定可靠、重复性较好，对应的测量工具有三坐标测量机、轮廓仪、圆度仪和形状测量仪等。但这些仪器的价格比较昂贵，测量项目比较单一，而且对环境要求较高，对产品质量的提高造成了很大的影响。
图1 接触式轮廓仪
2.非接触式测量
非接触测量是采用光学测量技术，利用聚焦探测法，将光束汇聚成光学探针，利用光电探测器接收返回的光线，并将其转化为电信号输出，反映被测胶辊的相对于物镜焦点的位移量。此方法对应的产品有非接触式轮廓仪、3D共聚焦显微镜、白光干涉仪，激光检测仪等。
目前，国内比较常用的两种非接触测量方法，一种是基于CCD器件接收光信号的测量方法，另一种是激光扫描测量方法。
（1）CCD尺寸测量
CCD尺寸测量系统由CCD图像传感器、光学系统、微机数据采集和处理系统组成，其基本原理为：
将线阵CCD置于平行光路，被测胶辊放于CCD前方的光路中，射向CCD的光就会被物体挡住一部分，利用CCD摄像头拾取胶辊图像，经图像采集卡送入计算机进行图像处理;再经过数据采集软件（如LabVIEW7.1虚拟仪器软件等）和图像处理软件（如IMAQ Vision等）实现图像平滑、图像增强、边缘检测等预处理;通过形位误差检测算法，得出胶辊的直径、圆柱度误差和跳动误差;最后经系统标定，将测量所得的像元数转化为实际值，从而计算出被测物体的尺寸。这种测量方法要求CCD光敏区的长度大于被测物体的尺寸，而大尺寸的CCD特别昂贵，所以必须通过其他方法来实现光的接收。
（2）激光扫描测量
图2 激光扫描测径原理
激光扫描测量是将激光器发出的光束通过扫描转镜多面体和扫描光学系统处理后变成平行光，对被置于测量区域的工件进行高速扫描，被测胶辊只要挡住光束，就会在接收器上产生信号，所以通过分析光电接收器输出的信号，获得与胶辊直径有关系的数据。为保证测量的高精度以及可靠性，光扫描计量系统必须满足以下三点基本要求：
（1）激光束应垂直照射被测物体表面;
（2）光束对物体表面的扫描必须是直线扫描;
（3）保证扫描时间的准确性。
而在现实情况下，扫描速度并不是常数，而是随扫描转镜的角位移的变化而变化，这样就会产生原理误差。
三、胶辊的检测方法比较
1.接触式测量
使用游标卡尺、千分尺测量进行测量，虽然成本比较低，但是误差大，测量精度达不到要求。三坐标测量机、圆度仪和形状测量仪等测量仪器价格比较昂贵，测量成本高，测量效率低，对胶辊表面容易造成损伤。
2.CCD尺寸测量法
CCD尺寸测量法它具有一些独特的优点，是一般机械式、光学式、电磁式测量仪器无法比拟的，这与CCD本身的自扫描高分辨率高灵敏度结构紧凑位置准确的特性密切相关，其中关键的技术就是光学系统的设计和CCD输出视频信号的采集与处理，但是也存在着很多常见的问题，
（1）测量的精度受限于CCD像元的大小，由于CCD像元的任何部位接收到光以后都会将接收到的光信号转化成电信号，从而制约了CCD测量方法的测量精度。采用尽量小的CCD像元，可以使它的测量误差尽量减小。但是CCD的像元越小，CCD的成本就越高。
（2）CCD光敏区一般为28mm，这直接限制了被测物体的大小，是的采用CCD尺寸测量法生产的设备的型号受限。
（3）还有一个就是衍射，CCD像元不是连续的，是一个一个像元互相紧密排列组成的，而由于衍射造成的光的传播不是直线的，结果就很容易出现很大的误差。
综上所述， CCD尺寸测量法具有它的优点，但同时也有诸如结构复杂、成本高等它自己无法克服的缺点。
3.激光扫描测量法
激光扫描检测具有检测距离远、调试方便、精准度高等特点，而且不受现场、设置环境的影响，可靠性高。利用激光扫描测量直径的方法，虽然会出现如扫描速度达不到均匀而产生的原理误差，但是我们可以利用算法的不同降低这部分误差。
所以，现在的胶辊检测多用激光检测法。
参考文献
[1]田毅强，蒋庭佳，高鹏飞，田媛，姜曼，郭汉明，庄松林.像散法离焦检测中的像散透镜参数设计[J].光学技术，2012（04）.
[2]魏桂爽，张效栋，房丰洲，胡小唐.基于超精密机床的光学自由曲面原位测量方法[J].光学技术，2010（06）.
[3]王道档，杨甬英，骆永洁，刘东，卓永模.基于模板匹配算法的压电微位移器位移量原位测量技术[J].仪器仪表学报，2010（03）.
[4]孙佳，张镭.大直径工件的测量方法[J].机械与电子，2006（03）.
[5]贲春雨，郑宇，郭蕴纹，陈礼华，张国玉，方杨，宋鸿飞.大尺寸直径非接触光电检测系统研究[J].仪器仪表学报，2006（01）.
[6]郭元龙.运动体非接触式测量技术研究与应用[D].西安电子科技大学，2010.
激光检测技术范文第2篇
【关键词】激光超声 表面波 无损检测
一、激光超声波研究进展
激光超声技术在材料无损检测研究方向的研究热点。首先，激光是一种定向的电磁波，它具有高亮度，而且在信息的获得和传播上具有良好的运用；同时，激光广泛用于医学诊断、工业发展及军事技术等领域。超声波的传播介质可以是固体、液体和气体，通过它们之间的联系和运用， 然后对传播中的超声波进行信息提取，进而准确测量物体的密度、硬度、强度、浓度、弹性等性质，并检测出物体的表面缺陷，客观地评价材料的物理性质。
激光超声技术与传统的超声技术相比之下具有更大的优势，因为激光超声技术不需要接触、分辨率很高、频带较宽，能对纳米材料的力学性能进行有效评价，同时能够检测出精确到微、纳米级的缺陷，因此激光超声技术在检测材料力学性能和表面缺陷的方面具有可行性。
1963年，White最早提出使用激光激发超声技术的观点，因为激光可以在固体中传播，所以他尝试利用脉冲激光在固体中进行超声激发，发现固体会吸收激光、微波、电子束等辐射而产生弹性波。随后，在越来越多的研究应用中，激光除了被用于固体中激发超声，也被应用于液体和气体中。Askaryan提出在液体中激发超声， 用红宝石激光射入液体激发超声。随着科技发展，许多学者围绕着激光超声展开大量的实验和研究。Dewhurst等首次利用脉冲激光激发兰姆波，测量2%精度的薄膜厚度；Wu等通过实验检测到兰姆波的波形，并根据波形的传播特征和色散关系，计算薄膜的弹性、厚度等相关的力学参数。学者们发现，在一定条件下超声波可以在材料无损的情况下被激发出来，于是激光超声开启一种新的用于材料结构性能的无损检测。
激光超声技术结合激光和超声波的特点，具有极大的发展潜力，在工程研究和应用中具有重大科学意义和学术价值。
二、激光超声检测技术的研究进展
近年来，国内外科学家为了更好地发展和应用激光超声检测技术，做了基础大量的研究工作， 主要利用激光超声技术进行材料性能无损检测的相关研究。Domarkas等利用声表面波在表面缺陷可以来判定缺陷的力学特征。Portz等理论研究超声波在平板上的反射、透射中能量比例与频率的关系。Fortunko利用激光超声技术探测到两维缺陷的形状特征， 很为工程项目中探测焊接材料内部损伤提供帮助。Rokhlin等提出一种基于非线性的频率调制的超声技术， 探索层状材料中间层的物理性质。随着越来越多的学者进行理论和实践的研究， 激光超声无损检测将被广泛应用在各个领域。
三、超声无损检测数值研究的进展
在进行超声无损检测的实验研究过程中，衍生许多有效而便于分析的数值研究方法。主要的数值计算方法有：有限元法、有限差分方法、边界元方法等。
通过长期的实验与研究，学者们有效的运用了这三种计算方法。Hirao等利用有限差分的数值法分析瑞利波中各种频率成分反射和透射系数与表面缺陷深度的关系。Liu等将有限元方法与边界积分法很好地结合在一起，对超声波在遇到表面缺陷时产生的散射声场进行分析，并准确的描述通过数值模拟弹性波在缺陷附近的模式转换过程。除此之外，边界元方法也具有很大优势，它使用资源节省，而且能处理大模型的有关问题，广泛运用于分析超声波与表面缺陷的关系。Rose使用混合边界元方法模拟不同频率和模态的Lamb波在经过不同曲表面缺陷发生的散射场，为超声检测表面缺陷的结构特征提供充分的理论参考依据。这三种数值计算方法各有优点和不足，有限差分法虽然计算速度快，但求解过程不稳定。边界元方法在离散过程中无法分析超声波在材料内部的传播特性。有限元方法是要利用严密的数学思想处理复杂的几何构形、物理问题并且高效地实现计算机功能。有限元方法不仅能够灵活处理各种复杂结构材料中的传播问题，还能通过建立有限元模型分析各种参数随环境变化的影响， 如： 热扩散过程、光学穿透的过程等，并可以获取全场数值解。
有限元方法在研究激光超声技术领域是一种新兴数值计算方法。它不仅能模拟复杂材料和结构的声场分布，而且能准确描述场中某点的位置和波形。有限元具有高精度的特点，同时能预测各种情况的可能性，因而被广泛运用于工程技术。因此，在本文的研究中，通过对有限元方法的应用来研究激光激发超声的技术，分析材料的力学特征与各类参数之间的关系，进而为激光超声的无损检测奠定理论基础。
四、激光超声信号的研究进展
应用激光超声技术对材料进行无损检测和力学性能的评价的同时需要严密分析材料结构性质和力学参数的关系。在超声无损检测的过程中，检测和分析超声信号是整个过程的关键。对于各种材料的非稳态超声信号处理时，待测信号的表现形式主要由信号的频率、幅度、相位这三种组成，但是考虑到实际材料的结构力学特征较复杂，可能会影响超声信号的平稳性。而对于稳态信号的检测，学者们大多使用Fourier变换进行分析，但仍然具有不足，比如信噪比的限制，和测量参数的假频现象。在这里介绍一种典型双线性时频分析方法，它基于光滑的Wigner-Ville时频分析，主要是是通过集中瞬时频率信号的能量来实现分析，最终的分析结果非常明显，具有高效性。
首先通过分析单个波形，对激光激发的瞬态表面模态和能量的特性进行探究，然后利用群延迟时间计算出群速度，这与一般的方法相比显得更加优越。而单个激光超声脉冲激发出宽带的过程中存在一定缺点，在外界宽带噪声的干扰下容易降低效率，因此为了提高对激光超声信号的检测效率，许多研究者利用激光超声在时间和空间分布的调制技术，使激发的超声信号向窄带线性调频信号进行转变，从而更好地运用窄带滤波技术或信号处理技术来提高检测的信噪比。通过对激光超声信号的研究，为以后激光超声无损检测材料的性能奠定了良好基础。
五、结论
激光检测技术范文第3篇
关键词：图像实时检测；激光切割；数字图像处理
1 研究背景
随着科学技术的高速发展和人类文明的不断进步，随着市场竞争的激烈，传统的模切板加工方式已不能满足需要，而激光切割模切板具有高效率、高质量、高精度等特点，激光切割模切板取代传统方式的趋势日益明显[1]。激光切割模切板生产过程中，激光切割头和模切板运动速度可高达5m/min以上，割缝宽度往往小于1mm，很难用人工检查。随着数字图像处理在工业生产自动化系统中越来越广泛的应用，利用CCD提取割缝图像，并将其数字化后送往DSP进行处理，提取图像的特征，实现工业在线检测割缝宽度。因此，研究图像实时检测技术在激光切割中的应用具有一定的理论和现实意义。
2 数字图像处理方式
2.1 基于计算机
计算机上能用于图像处理的软件很多，如MATLAB，Visual C++等。C++通过图形设备接口和位图提供对数字图像处理编程的最基本支持。MATLAB图像处理工具箱封装了一系列针对不同图像处理需求的标准算法。但是缺点也很明显：处理速度较慢，体积较大，功耗也很大。
2.2 基于FPGA
使用FPGA作为图像处理系统的核心。FPGA集成了SRAM存储器、数字信号处理（DSP）、乘法器模块、串行收发器、存储控制器和高级I/O接口等功能。FPGA的使用非常灵活，由于硬件的并行性，可以实现图像的高速处理。不过FPGA的编程采用硬件描述语言，复杂的算法比较难实现。
2.3 基于DSP
DSP处理器是专门设计用来进行高速数字信号处理的微处理器。DSP易于满足图像处理中运算量大、实时性强、数据传输速率高等要求，而且有与计算机强大的多媒体交互能力。除了硬件结构的优越性之外，DSP还有特殊指令可以缩短程序运行时间。DSP的开发也相对简单，如TI的DSP有自己的集成开发环境CCS，采用C语言编程，有过其他软件编程经验的开发人员都很容易上手。
3 工程设计
3.1 采取旁轴集成
检测装置采取旁轴的方式集成到激光切割机上，这主要是考虑到了旁轴结构的简单性。
3.2 采用辅助光源加滤波片
通过采用“加装恒定功率的蓝紫光灯配合只能通过蓝紫光的滤波片”的方案，完善了采集图像的硬件设备。排除了光斑和燃烧焰的影响，很大程度上排除了存在不确定性的可见光干扰，从物理手段上大幅提高采集图像的图像质量，有助于提高系统的精确性。同时也降低了算法的难度，减轻了DSP的负担，提高了系统的实时性。
3.3 采用基于DSP的图像处理系统[2]
将CCD采集的图像经过模数转成数字图像送入DSP，由DSP对图像进行处理。这种设计方案的优点是简单、灵活，成本比较低，便于实际中应用。
4 算法设计
4.1 滤波去噪
在获取或传输图像的过程中不可避免地会产生图像噪声，从而使图像的质量下降、特征模糊，给后续的图像分析带来很大的麻烦。滤波的目的就是除去图像中的噪声，以便对图像做进一步的处理。
图像滤波我们采用的是中值滤波，中值滤波对脉冲噪声有良好的滤除作用，特别是在滤除噪声的同时，能够保护信号的边缘，使之不被模糊。此外，中值滤波的算法比较简单，也易于用硬件实现。经过滤波以后，图像的噪声大幅度减小。
4.2 图像分割
图像分割的目的是为了从已有的图像中提取感兴趣的区域和信息，用于后续的处理。在本算法里面就是把割缝从背景中分离，用于后续的缝宽检测。我们采用的是阈值二值化，阈值二值化（分割）具有快速和有效性，它的基本目的在于按照灰度级将图像空间划分成与现实景物相对应的一些有意义的区域。经过实践，能够很好地把背景和割缝分离开来。
4.3 缝宽计算
首先通过行扫描或列扫描，记录下黑色像素点数目。然后求取差方和最小的几行（列）作为图像最佳计算区域。同时计算割缝走向斜率，把黑色像素点数（宽度）换算成割缝宽度，然后结合实验数据换算成实际的割缝宽度。
5 系统的实时性，精确性论证
设计预期是测量精度达到0.1mm，响应时间小于0.1s。满足模切板加工要求。
5.1 精确度的论证
当缝宽为1mm左右时，误差为0.0144mm，最大误差0.0246mm，满足预期目标要求。同时，我们采用标准切割件做了一个简单的定标。结果完全符合预期。
5.2 实时性的论证
把预处理和缝宽计算代码放到MFC框架下运行。通过Profile功能查看算法耗时，可见耗时（加上调用的Windows库函数）在12毫秒以内。测试使用PC机MIPS为25000左右。
6 结束语
文章对于图像实时检测技术在激光切割中的应用进行了研究。通过实时图像检测技术有利于进一步提高加工精度，提高模切板加工的良品率。这样带来了安装的方便和低廉的成本，稍具水平的电子厂商都能生成系统的电路板和相关模块，成本可以控制在绝大多数企业都能接受的范围内。
可见“图像实时检测技术在激光切割中的应用研究”对于实际的工业生产有着很直观的经济效益。
参考文献
[1]方石银.激光切割模切板研究[D].湖南大学，2005：9.
[2]张妍.基于DSP的混凝土裂缝宽度测量系统的设计及实验研究[D].
北京工业大学，2006：9-10、17-19、46-47.
激光检测技术范文第4篇
SF6设备在电力系统中的应用已经越来越广泛，由于SF6作为主要的绝缘介质，在对SF6设备日常的检测及维护中，对于SF6气体泄漏缺陷的有效监测和控制是非常重要的。而对于运行中的电网来说，临时停电检修手续复杂繁琐，而且经常由于供电的需要不能停电，导致缺陷检测不及时等后果，为设备留下安全隐患。
二、SF6气体泄漏激光检测技术研究内容
激光痕量检测在发电系统和供电系统中的应用已经越来越受重视，特别是在对SF6气体泄漏的检测中，由于SF6气体分子稳定，对激光有较强的吸收能力，所以通过激光对SF6设备的气体泄漏进行检测是完全可行的。
（一）SF6气体泄漏激光检测技术测试报告
预定目标：
1.选择一款具有实时泄漏图像显示功能， 高灵敏度，重量轻、体积小，能激光准确定位，检漏距离15米左右， 又能抗强电磁场干扰的激光成像仪。
2.对激光成像仪进行现场实践测试其可靠性，稳定性及实用性。
3.达到现场带电查找SF6设备气体泄漏点的目的。
研究过程中SF6气体泄漏激光成像系统已经在枣营及留村的消缺检漏过程中进行了应用，以此为例做以下报告：
1.时间：2009年3月27日
地点： **市220kV枣营变电站
变电检修工作人员：变电检修工作人员
测试设备：HX-1（第三代）SF6气体泄漏激光成像仪
技术条件：与美国TIF公司生产的TIF5650 SF6接触式检漏仪的检测结果比较，看是否相符。
测试内容：对220kV枣营变电站252-1刀闸仓（已知泄漏）进行SF6检漏试验，并对试验结果进行分析，与其他SF6检漏仪测试的结果进行对比，看是否相符。
测试结果：252-1刀闸仓分子筛处有明显的SF6泄漏现象，B相有明显漏点。视频影像见“附件1”
测试结论：经SF6气体泄漏激光成像系统检测，枣营252-1刀闸有泄漏点，泄漏点在B相刀闸仓上，与美国TIF公司生产的TIF5650 SF6接触式捡漏仪检测的结果一致。
2.时间：2009年7月3日
地点：**市110kV留村变电站
变电检修工作人员：变电检修工作人员
测试设备：HX-1（第三代）SF6气体泄漏激光成像仪
技术条件：带电检测。
测试内容：在不停电的状态下，对110kV留村变电站313开关（已知泄漏）进行SF6检漏试验，并对试验结果进行分析。
测试结果：313开关C相有明显的SF6泄漏现象，C相开关法兰密封圈处有明显漏点。
测试结论：经SF6气体泄漏激光成像系统检测，留村313开关C相有泄漏点，泄漏点在C相中法兰密封圈上。
技术特点：1.采用美国高灵敏探测器，具有很高的探测灵敏度，当SF6气体泄漏低于0.001scc/sec时都能够被发现。2.关键部件全部原装进口，性能高，质量稳定，使用可靠。 3.重量轻、体积小、操作简单。4.抗强电磁场干扰。
（二）设备使用情况分析
SF6气体泄漏激光成像系统已经在枣营及留村的消缺检漏过程中进行了应用，效果很好，该系统能明显的反映出SF6设备泄漏点的漏气状况，显示的图像根据漏气量的不同有明显区别，所有的图像和视频资料都保存到了移动存储设备中，测试结果及状态表征与其他成熟仪器测试结果及状态表征完全一致。
用此方法可以在不停电的状态下对SF6设备进行漏气检测，使检漏试验的实施获得了很大的方便；并且此系统运用的是激光成像的方法，利用的是远程检测的方式，不再需要将测试探头贴近设备，在安全方面有效的避免了触电、高摔等危险；SF6气体泄漏激光成像系统，将检测到的泄漏气体直接以图像的形式展现出来，既有照片又有动态图像，这与以前的检测设备只有声音报警的结果呈现方式相比有了很大的飞跃。
缺点：受气象条件及泄漏量影响较大，同时由于测试仪体积较大，在GIS设备布置较密集的情况下，影响测试。在条件允许的条件下与普通检漏仪配合使用效果较好。
SF6气体泄漏激光成像系统，主要由SF6激光成像仪电源部分、激光成像仪器、三角架、和连接设备组成。自上个世纪六十年代激光问世至今，由于激光具备相干性好，单色性好和高亮度三大特色，试光谱法痕量检测技术增添新的活力，实现了质的飞跃。近年来，激光痕量检测、单光子探测、单细胞检测得到较快发展。
研究用激光痕量检测方法，此方法在发电和供电系统中近年来也已经开始应用，对含SF6的电气设备气体泄漏检测也日益受到主管部门的重视。SF6气体分子结构稳定，大量实验也已证明，SF6分子对激光有较强的吸收，因此，利用红外光谱法检测电气设备中的SF6气体泄漏是完全可行的。激光的相干性好，通过可调光学转换系统，可以在指定的某一检测位置实现一个理想的立体红外辐射场。从设备中泄漏出来的SF6气体分子以流动现象往外扩散，这个SF6分子流将对覆盖在这个区域的立体辐射场激光产生较强的光子吸收合光子后向散射。
利用先进的气体泄漏激光成像仪能够探测小致0.001Scc/s 的泄漏率，其便携性和较宽的检查视场角可实现快速完成整个变电站的泄漏巡查及准确定位。
三、结束语
（一）SF6气体泄漏激光成像系统的应用，适应了企业生产规模快速扩大的实际需要，具有良好的经济性和适用性，对供电企业带来巨大的企业效益、经济效益和社会效益。
在使用此系统前，所有敞开式变电站的设备捡漏工作均需要停电进行，使用此系统进行捡漏试验，可以在不停电的状态下进行，这样对电网的安全稳定运行起到了很好的配合作用，停电消缺目标性较强，并省去了安排停电检漏所造成的停电操作及经济损失。
（二）SF6气体泄漏激光成像系统在使用期间，充分体现了安全性高、操作简单、方便实用、分析准确的特点，为生产工作提供了正确的试验数据及图像分析，充分发挥了性能特点。
激光检测技术范文第5篇
关键词：无损检测技术；压力容器；运用
1.前言
无损检测技术是一门新型技术，技术使用主要是压力容器检测。该技术的使用是基于设备检测时，不能影响到设备整体性能的要求而产生。在检测过程中，不会导致设备结构分解，物理外观发生改变，检测准确率高。
2.激光无损检测
压力容器检测方法，方法局限性比较大，应该综合使用，才能使得检测技术得到保障。就当前发展而言，压力容器检测方法非常多，常用的技术主要有超声检测、渗透检测以及磁粉等等。这些检测技术有各自缺陷和优势。激光散斑技术是借助散光斑图分析检测结果，对被检测的物体进行激光处理，有缺陷的位置会出现条纹，从而判断异常存在位置。激光本身能量比较高度集中，单色性较好，在使用时方向性很强。在无线损检测领域，使用的范围逐渐扩大，有激光散斑、激光全熄以及激光超声波等等新技术。激光全息技术的使用，针对的是超声波施加负荷。存在缺陷的位置会出现形变，激光会记录下该形变量，最终的数值同其他材料对比有差异，这就可以判断出材料的特性。激光超声波有着突出优势，最关键的优势是能实现非接触检测，能够避免耦合剂的影响。使用该技术进行检测，可以检测到设备的特性，该检测技术被使用于压力容器焊缝表面检查使用。
3.激光无损检测新技术在压力容器检测中的运用
3.1在压力容器检测中应用低频率电磁技术
低频率电磁技术已经成为压力容器检测最常选择的检测技术，该检测技术借助激发探头设备，在压力容器检测中输入低频率电磁信号。该信号一旦遇到压力容器有缺陷存在时会及时的进行信号反射，信号的原有性会发生改变。使用该技术定位出压力容器缺陷位置，借助回波信号情况，做好定量分析工作。掌握压力容器实际情况，这在进行生产中，保障了生产质量。根据相关调研发现，低频率电磁技术的使用取得了良好成效。该检测技术，一般都会从压力容器表面逐渐深入到内部，一般表面的检测进行中，遇见缺陷时，该技术会快速的定位出病害所在，从而更有力的进一步优化设备生产。这是一种非接触性的检测技术，将其放置容器中进行检测时，不会造成污染，更不会影响检测结果。
3.2磁粉检测技术在压力容器检测中的应用
磁粉检测技术在压力容器检测中的应用方法主要是磁轭法，这种方法操作简单便捷，活动关节磁轭能够对压力容器的角焊缝进行较为深人的检测。在压力容器检测过程中，要对压力容器各个方向上有可能存在的缺陷进行检测，应在同一检测位置进行相互垂直的探伤操作。为了保证检测的精确度，可以将压力容器焊缝划分为多个检测部分，另外，检测时应具备一定的重叠。磁轭检测方法具有多种优点，但也具有一定的局限性。该检测技术存在的最大的缺陷是效率相对较低，在检测过程中会导致漏检问题出现，但是这样的情况在后期检测中是可以避免的。在进行检测时，还可以选择交叉磁轭的方式进行检测，这是压力容器最常选择的检测方法。在检测中，会产生大量的旋转磁场，不过检测灵敏度比较高，整个操作过程简单方便。进行检测时，一旦发现有较大的缺陷粗壮你就爱，会及时定位出来。这样检测技术最常使用于深度较大的部位，但是不合适使用于压力容器角焊缝探测。该检测方法对电压有较高的要求，一般情况下，需要提供380v的电压，如果检测条件有局限时，不能提供要求的电压，该检测方法将不能使用。因此，可以看出该检测方法存在一定的缺陷。该检测方法对于压力容器检测，使用效果比较明显，适应性也比较强。这个方法和与磁轭方法存在一定共性。简单而言，就是进行在压力容器检测时，需要对某个部位进行两次检测，这样才能保障检测的准确率。
3.3激光全息无损检测技术
激光全息无损检测技术被推广使用是在70年代，激光本身尤其独特的其特性性能，因此被推广使用。随着科技水平不断进步，逐渐发展成激光全息、激光超声波技术。这些技术的使用，使得检测更加准确，拓展检测领域新天地。在激光检测领域，激光全息是使用最早的一项技术，也是使用最广泛之技术。根据统计显示，激光全息技术占据技术重要组成部分。其实它的检测原理非常简单，借助对检测物体外加荷载，当检测物体出现形变量时，就可以确定缺陷位置。在未来发展中，激光全息无损检测技术有以下重要发展方面。一，将全息图直接记载在材料上，就可以对图像进行干涉，从而浮现出新的图像。二，在进行图像处理时，要获得更多的干预条纹的实时定量数据。三，选择新的干预技术，例如选择了相移干涉技术，总体使用上，会进一步提升全息技术检测质量。
3.4激光超声无损检测技术
超声检测技术检测成本比较高，安全性比较差，在当前发展中，规模还比较小，属于发展阶段。但是超声检测技术的使用，却有良好的前景。一，可以在高温条件下进行检测，例如进行热钢材在线检测。二，使用于方便面接近的物体检测。例如：放射性样品检测。三，超声波检测可以射到检测物体任何部位。因此，可以使用于检测外形不规则的样品。四，借助超声波可以对超薄样品表面进行检测。在近几年发展中，超声波检测的范围在逐渐扩大。
4.结束语
激光无损检测技术相对于传统检测技术而言，该检测准确率高。使用新技术进行检测，能够准确的定位出容器缺陷所在，从而及时进行调整。压力容器检验对于保证压力容器的正常安全运行具有重要意义，在实际工作过程中应该高度重视压力容器的检测工作。当前压力容器检验过程中还存在着不少问题，这些问题如果得不到有效解决就会严重影响到检验效果。
参考文献：
[1]董世运，刘彬，徐滨士，林俊明.再制造领域中超声无损检测技术的应用及其发展趋势[J].全球华人无损检测高峰论坛
[2]张改梅.基于超声原子力显微镜的纳米无损检测技术及其应用研究[J].北京工业大学：机械电子工程
激光检测技术范文第6篇
【关键词】激光无损检测 超声无损检测 射线无损检测
【中图分类号】TN24【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0133-01
一、激光技术在无损检测领域的应用
激光技术在无损检测领域的应用始于七十年代初期，由于激光本身所具有的独特性能，使其在无损检测领域的应用不断扩大，并逐渐形成了激光全息、激光超声等无损检测新技术，这些技术由于其在现代无损检测方面具有独特能力而无可争议地成为无损检测领域的新成员。
1.激光全息无损检测技术
激光全息术是激光技术在无损检测领域应用最早、用得最多的方法。激光全息无损检测约占激光全息术总应用的25%。其检测的基本原理是通过对被测物体加外加载荷，利用有缺陷部位的形变量与其它部位不同的特点，通过加载前后所形成的全息图像的叠加来反映材料、结构内部是否存在缺陷。
激光全息无损检测技术的发展方向主要有以下几方面。
（1）将全息图记录在非线性记录材料上，以实现干涉图像的实时显现。
（2）利用计算机图像处理技术获取干涉条纹的实时定量数据。
（3）采用新的干涉技术，如相移干涉技术。在原来的基础上进一步提高全息技术的分辨率和准确性。
二、超声检测技术在无损检测中的应用
超声无损检测技术（UT）是五大常规检测技术之一，与其它常规无损检测技术相比，它具有被测对象范围广。检测深度大；缺陷定位准确，检测灵敏度高；成本低，使用方便；速度快，对人体无害以及便于现场使用等特点。
1.超声检测技术的应用
（1）目前大量应用于金属材料和构件质量在线监控和产品的在投检查。如钢板、管道、焊鞋、堆焊层、复合层、压力容器及高压管道、路轨和机车车辆零部件、棱元件及集成电路引线的检测等。
（2）各种新材料的检测。如有机基复合材料、金属基复合材料、结构陶瓷材料、陶瓷基复合材料等，超声检测技术已成为复合材料的支柱。
（3）非金属的检测。如混凝土、岩石、桩基和路面等质量检验，包括对其内部缺陷、内应力、强度的检测应用也逐渐增多。
（4）大型结构、压力容器和复杂设备的检测。由于超声成像直观易懂，检测精度较高。因此，近几年我国集超声成像技术及超声信号处理技术等多学科前沿成果于一体的超声机器人检测系统已研制成功，为复杂形状构件的自动扫描超声成像检测提供了有效手段。
（5）核电工业的超声检测。
（6）其它方面的超声检测。如医学诊断广泛应用超声检测技术；目前人们正试图将超声检测技术用于开辟其它新领域和行业，如人们正努力将超声检测技术用于血压控制系统进行系统作非接触检测、辨识。性能分析和故障诊断等。
三、射线技术在无损检测领域内的应用
1.射线检测技术的应用
射线检测技术是利用射线（X射线、射线、中子射线等）穿过材料或工件时的强度衰减，检测其内部结构不连续性的技术。穿过材料或工件的射线由于强度不同在X射线胶片上的感光程度也不同，由此生成内部不连续的图像。
（1）早期使用在石油工业.分析钻井岩芯。
（2）在航空工业用于检验与评价复合材料和复合结构。评价某些复合件的制造过程。也用于一系列情况下样件的评价；这种检测与评价过程，大大简化了取样破坏分析过程。
（3）检测大型固体火箭发动机，这样的射线系统使用电子直线加速器X射线源，能量高迭25MeV，可检验直径达3m的大型同体火箭发动机。
（4）检验小型、复杂、精密的铸件和锻件，进行缺陷检验和尺寸测量。
（5）检查工程陶瓷和粉末冶金产品制造过程发生的材料或成分变化，特别是对高强度、形状复杂的产品。
（6）组件结构检查。
四、无损检测的发展趋势
1.超声相控阵技术
超声检测是应用最广泛的无损检测技术，具有许多优点，但需要耦合剂和换能器接近被检材料，因此，超声换能、电磁超声、超声相控阵技术得到快速发展。其中，超声相控阵技术是近年来超声检测中的一个新的技术热点。
超声相控阵技术使用不同形状的多阵元换能器来产生和接收超声波波束，通过控制换能器阵列中各阵元发射（或接收）脉冲的时间延迟，改变声波到达（或来自）物体内某点时的相位关系，实现聚焦点和声束方向的变化，然后采用机械扫描和电子扫描相结合的方法来实现图像成像。与传统超声检测相比，由于声束角度可控和可动态聚焦，超声相控阵技术具有可检测复杂结构件和盲区位置缺陷和较高的检测频率等特点，可实现高速、全方位和多角度检测。对于一些规则的被检测对象，如管形焊缝、板材和管材等，超声相控阵技术可提高检测效率、简化设计、降低技术成本。特别是在焊缝检测中，采用合理的相控阵检测技术，只需将换能器沿焊缝方向扫描即可实现对焊缝的覆盖扫查检测。
2.微波无损检测
微波无损检测技术将在330～3300 MHz中某段频率的电磁波照射到被测物体上，通过分折反射波和透射波的振幅和相位变化以及波的模式变化，了解被测样品中的裂纹、裂缝、气孔等缺陷，确定分层媒质的脱粘、夹杂等的位置和尺寸，检测复合材料内部密度的不均匀程度。
微波的波长短、频带宽、方向性好、贯穿介电材料的能力强，类似于超声波。微波也可以同时在透射或反射模式中使用，但是微波不需要耦合剂，避免了耦合剂对材料的污染。由于微波能穿透对声波衰减很大的非金属材料，因此该技术最显著的特点在于可以进行最有效的无损扫描。微波的极比特性使材料纤维束方向的确定和生产过程中非直线性的监控成为可能。它还可提供精确的数据，使缺陷区域的大小和范围得以准确测定。此外，无需做特别的分析处理，采用该技术就可随时获得缺陷区域的三维实时图像。微波无损检测设备简单、费用低廉、易于操作、便于携带.但是由于微波不能穿透金属和导电性能较好的复合材料，因而不能检测此类复合结构内部的缺陷，只能检测金属表面裂纹缺陷及粗糙度。
近年来，随着军事工业和航空航天工业中各种高性能的复合材料、陶瓷材料的应用，微波无损检测的理论、技术和硬件系统都有了长足的进步，从而大大推动了微波无损检测技术的发展。
参考文献
[1] 朱建堂；激光、红外和微波无损检测技术的应用与发展[J]；无损检测；1997年11期
激光检测技术范文第7篇
[关键词]激光无损检测 超声无损检测 射线无损检测
在现代生产中针对不同对象选择何种无损检测方法已成为人们关注的问题,为解决好这个问题,就必须对无损检测方法及其特征有较全面的了解。所谓无损检测,是在不损伤材料和成品的条件下研究其内部和表面有无缺陷的手段。也就是说,它利用材料内部结构的异常或缺陷的存在所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化,评价结构异常和缺陷存在及其危害程度。下面简要介绍三种常用方法的应用和发展。
一、激光技术在无损检测领域的应用与发展
激光技术在无损检测领域的应用始于七十年代初期,由于激光本身所具有的独特性能,使其在无损检测领域的应用不断扩大,并逐渐形成了激光全息、激光超声等无损检测新技术,这些技术由于其在现代无损检测方面具有独特能力而无可争议地成为无损检测领域的新成员。
1.激光全息无损检测技术
激光全息术是激光技术在无损检测领域应用最早、用得最多的方法。激光全息无损检测约占激光全息术总应用的25%。其检测的基本原理是通过对被测物体加外加载荷,利用有缺陷部位的形变量与其它部位不同的特点,通过加载前后所形成的全息图像的叠加来反映材料、结构内部是否存在缺陷。
激光全息无损检测技术的发展方向主要有以下几方面。
(1)将全息图记录在非线性记录材料上,以实现干涉图像的实时显现。
(2)利用计算机图像处理技术获取干涉条纹的实时定量数据。
(3)采用新的干涉技术,如相移干涉技术。在原来的基础上进一步提高全息技术的分辨率和准确性。
2.激光超声无损检测技术
激光超声技术是七十年代中期发展起来的无损检测新技术。它利用Q开关脉冲激光器发出的激光束照射被测物体,激发出超声波,采用干涉仪显示该超声波的干涉条纹。与其他超声无损检测方法相比,激光超声检测的主要优越性如下。
(1)能实现一定距离之外的非接触检测,不存在耦合与匹配问题。
(2)利用超短激光脉冲可以得到超短声脉冲和高时间分辨率,可以在宽带范围内提取信息,实现宽带检测。
(3)易于聚焦,实现快速扫描和成像。
3.激光无损检测的发展
激光超声检测成本高,安全性较差,目前仍处于发展阶段。但在无损检测领域,激光超声检测在以下几方面的应用前景引起了人们的关注:(1)可用于高温条件下的检测.如热钢材的在线检测;(2)适用于某些不宜接近的样品,如放射性样品的检测;(3)激光束可入射到任何部位,可用于检测形状奇异的样品;(4)可用于超薄超细的样品及表面或亚表面层的检测。国外近几年已有将激光超声检测用机复合材料的检测、热态钢的在线检测的报道,在化学气相沉积、物理气相沉积、等离子体溅射等高温镀膜工艺过程中膜层厚度的实时检测方面也进行了研究。
二、超声检测技术在无损检测中的应用与发展
超声无损检测技术(UT)是五大常规检测技术之一,与其它常规无损检测技术相比,它具有被测对象范围广。检测深度大;缺陷定位准确,检测灵敏度高;成本低,使用方便;速度快,对人体无害以及便于现场使用等特点。
1.超声检测技术的应用
(1)目前大量应用于金属材料和构件质量在线监控和产品的在投检查。如钢板、管道、焊鞋、堆焊层、复合层、压力容器及高压管道、路轨和机车车辆零部件、棱元件及集成电路引线的检测等。
(2)各种新材料的检测。如有机基复合材料、金属基复合材料、结构陶瓷材料、陶瓷基复合材料等,超声检测技术已成为复合材料的支柱。
(3)非金属的检测。如混凝土、岩石、桩基和路面等质量检验,包括对其内部缺陷、内应力、强度的检测应用也逐渐增多。
(4)大型结构、压力容器和复杂设备的检测。由于超声成像直观易懂,检测精度较高。因此,近几年我国集超声成像技术及超声信号处理技术等多学科前沿成果于一体的超声机器人检测系统已研制成功,为复杂形状构件的自动扫描超声成像检测提供了有效手段。
(5)核电工业的超声检测。
(6)其它方面的超声检测。如医学诊断广泛应用超声检测技术;目前人们正试图将超声检测技术用于开辟其它新领域和行业,如人们正努力将超声检测技术用于血压控制系统进行系统作非接触检测、辨识。性能分析和故障诊断等。
2.超声检测技术的发展
在现代无损检测技术中,超声成像技术是一种令人瞩目的新技术。超声图像可以提供直观和大量的信息,直接反映物体的声学和力学性质,有着非常广阔的发展前景。现代超声成像技术都是计算机技术、信号采集技术和图象处理技术相结合的产物。数据采集技术、图象重建技术、自动化和智能化技术以及超声成像系统的性能价格比等发展直接影响超声检测图像化的进程。现代超声成像技术大多有自动化和智能化的特点,因而有许多优点,如检测的一致性好,可靠性、复现性高,存储的检测结果可随时调用,并可以对历次检测的结果自动比较,以对缺陷做动态检测等。
目前已经使用和正在开发的成像技术包括:超声B扫描成像,超声C扫描成像、超声D扫描成像,SAFT(合成孔径聚焦)成像,P扫描成像,超声全息成像,超声CT成像等技术。
三、射线技术在无损检测领域内的应用与发展
1.射线检测技术的应用
射线检测技术是利用射线(X射线、射线、中子射线等)穿过材料或工件时的强度衰减,检测其内部结构不连续性的技术。穿过材料或工件的射线由于强度不同在X射线胶片上的感光程度也不同,由此生成内部不连续的图像。
(1)早期使用在石油工业.分析钻井岩芯。
(2)在航空工业用于检验与评价复合材料和复合结构。评价某些复合件的制造过程。也用于一系列情况下样件的评价;这种检测与评价过程,大大简化了取样破坏分析过程。
(3)检测大型固体火箭发动机,这样的射线系统使用电子直线加速器X射线源,能量高迭25MeV,可检验直径达3m的大型同体火箭发动机。
(4)检验小型、复杂、精密的铸件和锻件,进行缺陷检验和尺寸测量。
(5)检查工程陶瓷和粉末冶金产品制造过程发生的材料或成分变化,特别是对高强度、形状复杂的产品。
(6)组件结构检查。
2.射线检测技术的发展
(1)数字射线照相技术时代。1990年,R.Halmshaw和N.A.Ridyard在《英国无损检测杂志》上发表题为“数字射线照相方法评述”的文章,在评述了各种数字射线照相方法的发展之后认为,数字射线照相时代已经到来。近年来射线检测技术发展的基本特点是数字图象处理技术广泛应用于射线检测。射线层析检测和实时成像检测技术的重要基础之一是数字图象处理技术,即使常规胶片射线照相技术,也在采用数字图象处理技术。 (2)今后重点应用的技术。1994年Harold Berger在美国《材料评价》发表的“射线无损检测的趋势”中提出,在20世纪的最后10年和21世纪的初期,下列技术将得到广泛应用:①数字X射线实时检测系统在制造、在役检验和过程控制方面。②具有数据交换、使用NDT工作站的计算机化的射线检测系统。③小型、低成本的CT系统。④微焦点放大成像的x射线成像检验系统。⑤小型高灵敏度的X射线摄像机。⑥大面积的光电导X射线摄像机。
四、无损检测的发展趋势
1.超声相控阵技术
超声检测是应用最广泛的无损检测技术,具有许多优点,但需要耦合剂和换能器接近被检材料,因此,超声换能、电磁超声、超声相控阵技术得到快速发展。其中,超声相控阵技术是近年来超声检测中的一个新的技术热点。
超声相控阵技术使用不同形状的多阵元换能器来产生和接收超声波波束,通过控制换能器阵列中各阵元发射(或接收)脉冲的时间延迟,改变声波到达(或来自)物体内某点时的相位关系,实现聚焦点和声束方向的变化,然后采用机械扫描和电子扫描相结合的方法来实现图像成像。与传统超声检测相比,由于声束角度可控和可动态聚焦,超声相控阵技术具有可检测复杂结构件和盲区位置缺陷和较高的检测频率等特点,可实现高速、全方位和多角度检测。对于一些规则的被检测对象,如管形焊缝、板材和管材等,超声相控阵技术可提高检测效率、简化设计、降低技术成本。特别是在焊缝检测中,采用合理的相控阵检测技术,只需将换能器沿焊缝方向扫描即可实现对焊缝的覆盖扫查检测。
2.微波无损检测
微波无损检测技术将在330～3300 MHz中某段频率的电磁波照射到被测物体上,通过分折反射波和透射波的振幅和相位变化以及波的模式变化,了解被测样品中的裂纹、裂缝、气孔等缺陷,确定分层媒质的脱粘、夹杂等的位置和尺寸,检测复合材料内部密度的不均匀程度。
微波的波长短、频带宽、方向性好、贯穿介电材料的能力强,类似于超声波。微波也可以同时在透射或反射模式中使用,但是微波不需要耦合剂,避免了耦合剂对材料的污染。由于微波能穿透对声波衰减很大的非金属材料,因此该技术最显著的特点在于可以进行最有效的无损扫描。微波的极比特性使材料纤维束方向的确定和生产过程中非直线性的监控成为可能。它还可提供精确的数据,使缺陷区域的大小和范围得以准确测定。此外,无需做特别的分析处理,采用该技术就可随时获得缺陷区域的三维实时图像。微波无损检测设备简单、费用低廉、易于操作、便于携带.但是由于微波不能穿透金属和导电性能较好的复合材料,因而不能检测此类复合结构内部的缺陷,只能检测金属表面裂纹缺陷及粗糙度。
激光检测技术范文第8篇
关键词：非接触；激光 超声；声学特性
中图分类号：TB517 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2012）0120035-01
激光超声检测技术是超声检测的一种新技术，备受国内外的关注。主要是因为激光超声检测技术是一种非接触、宽频带、高空间分辨率及对检测部位的空间位置要求不高的无损检测技术。其特别适用于在高温、高压、有毒等恶劣环境下的无损检测以及对薄膜物理特性的检测。激光激发超声中有纵波、横波和表面波等多种波形。表面波对于表面以及近表面缺陷特别敏感，而且表面波具有不色散、不易衰减等特征。
1 激光超声的激发机理
激光超声，就是用高功率的脉冲激光轰击试样表面，激光光束能量转换成热能，从而产生了局部温度的变化，由于热胀冷缩的作用就在试样中形成了弹性应力波，也叫超声波。根据入射激光光功率密度和材料的表面条件的分类，激光超声激发机制主要包括：热弹性机制和烧蚀机制。
1.1 热弹性机制
当入射脉冲激光的功率密度低于试样表面的损伤阈时，这样不足使工件表面融化，试样表面吸收的部分电磁能转化成热能，致使试样局部表面的温度迅速升高，从而引起试样的热膨胀，即工件发生了形变。由于入射激光是脉冲的，热弹性膨胀也是周期性的，即产生了周期变化的超声波。
当金属表面为自由状态时，有表面体积膨胀产生的应力将平行于固体的表面，该应力源在理论上相当于时域阶跃函数H（t），因此热弹性机制可以激发横波、纵波和表面波。热弹性机制，激发的激光能量比较低，还没有对工件表面造成损伤，因此热弹性机制下的激光超声检测技术可以认为是一种无损检测技术。
1.2 烧蚀机制
当入射脉冲激光的功率密度逐渐增大直至达到试样表面的损伤阈时，试样表面的温度急剧升高达到材料的熔点，产生烧蚀现象。此时工件表面材料融化、汽化甚至形成等离子体而产生一种垂直与表面的作用力，从而激发超声波。
虽然烧蚀机制光声的转化效率较高，甚至可以达到热弹性机制的4倍，但会对工件表面造成0.3μm的损伤。这样就限制了烧蚀机制的应用，而且通常烧蚀机制只是用来产生纵波。综上所述，本文的研究都是基于热弹性机制下的研究。
2 试验设备及试样
本试验采用的是北京镭宝的Tolar-1053型半导体泵浦固体激光器来激发超声波，使用bossa nova的TEMPO-2D干涉仪接收，通过示波器显示并存储数据。
试验原理图、示意图分别如图1、图2所示。通过改变激发点和接收点之间的距离L的大小，分析激光超声表面波在7075平板中得声学特性。
图3是激光激发点与接收点距离为8、6、4、2mm时，接收的数据图形。第一个波峰记录时间原点，第二波峰为表面波波峰。各点渡越时间和振幅如表1所示。
声学特性包括波形、振幅和指向性。激光超声表面波的波形都是单极性而且是负向单极性的。表面波的振幅随着距离的增加成递减的趋势。本文表面波的指向性不做分析。
4 结束语
本文介绍了激光超声检测技术的特点，并测试了激光所激发的声表面在在7075材料中的传播特性。将激光超声检查技术应用于生产实践，还需要更深入的研究、更多专业科研人员的合作。激光超声检测技术的发展前景是值得期待的。
参考文献：
[1]苏琨、任大海，激光致声技术的研究，光电工程，2002，29（5）：68—69.
[2]何存福，激光超声技术及其应用研究，清华大学，1995.
[3]Knopoff L.surface motions of a thick plate，J.Appl.Phys.29（4），April 1958：661—670.
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激光检测技术范文第9篇
1．1无损检测的主要几种类型
(1)磁粉检测(MT)。当铁磁性元件被磁化后，如果元件的的表面或者近表面存在缺陷，就会造成铁磁元件的磁阻过大，根据物理学的磁现象，此时的磁力线就会在有缺陷的表面弯曲，呈现出绕行的趋势，就会形成缺陷磁场，施加在元件表面的磁粉就会呈现出缺漏趋势，从而达到被检测目的。
(2)超声检测(UT)。超声波是指频率高于20KHz的机械波，这种机械波在被检测的材料中以一定的速度和方向传播。如果遇到缺陷或者被测材料的底面就会发生反射，折射和波形的变化，这种技术应用到航空检测中可用于缺陷的检测或者超声探伤，最常用的方法是脉冲检测法。通常被应用于锻件或者是焊缝的检测。
(3)射线检验(RT)。射线检测与我们在医院体检时进行的CT拍片原理类似，当强度均匀的射线束透照射在被检测材料时，如果被检测材料局部存在缺陷或者结构存在差异，它将改变物体对射线的衰减，使得材料对射线的反射强度发生差异，从而达到无损检测的目的。无损检测还有液体渗透检测(PT)，有涡流检测(ECT)声发射检测(AE)、热像/红外检测(TIR)、泄漏试验(LT)等等，在此暂不加以赘述。
1．2无损检测技术应用在道路桥梁损伤检测中的重要意义
在道路桥梁损伤检测中，传统的损伤检测办法主要是在桥梁中进行随机的选取点，然后在该点进行钻孔并且取样，然后在实验室中针对所选取的样本进行分析以及处理，通过分析之后，从这些样本中找到对于损伤检测有价值的一些工程数据。通过这种方法进行的桥梁损伤检测存在一定的局限性:首先，由于被检测的点是相关的检测人员随机选取的，所以检测结果的说服力难免会被人怀疑;再者就是因为被监测点的选取是有限的，所以检测点的选取数量是有限的，而且被检测点的覆盖面积也比较小，这样就会导致一些本来是存在损伤的某些区域会被漏检，从而影响道路桥梁的使用寿命;还有就是钻孔取样检测方法会对桥梁带来一定程度的损伤，钻孔数量越多，以后的修补工作越麻烦。所以无损检测技术就被广泛地应用在道路桥梁的损伤检测中，这种局属能够在道路桥梁检测中更快速、更直观的反映出道路桥梁的各种内部质量以及状态，无损检测技术能够弥补传统的检测技术的不足，这种技术在开展道路桥梁的无损检测技术的研究，改善路面的设计工作等方面都具有划时代的意义，也会针对道路桥梁的保养以及改造方面进行水平的提高。在桥梁损伤检测中的无损检测技术从当前的发展形势来看，还有很大的发展空间，无损检测技术在道路桥梁损伤检测中主要应用的是超声检测、红外检测以及自然电位检测等。在公路桥将的结构检测中应用无损检测技术，可以从根本上提高新建桥梁的质量系数，并且能够有效的提供一些桥梁损伤的可靠证据。在一些情况下，相对于钻孔取样检测技术，无损检测更方便快捷，可以从根本上缩短检测期间的交通管制的时间，这样就会降低道路桥梁检测的成本，在无损检测技术中引用雷达技术，可以针对结构中存在的空洞进行快速的检测，从而证明了无损检测技术的快速性，超声波检测技术的应用，可以进一步证明检测的可靠性，尤其是在长护栏的腐蚀性检测中的应用，超声波可以大致的测量出存在腐蚀的趋于，随后，针对这一区域进行详细的检测诊断，并且通过检测人员的相关专业知识以及检测经验进行数据收集工作，这样通过检测与专业知识相结合的手段就能够道路桥梁在物理性质以及材料特征等方面的物理意义。
2道路桥梁中的无损检测技术以及质量管理办法
2．1频谱分析技术以及质量管理办法
波在不同的介质中进行传播的时候，波的传播频率是不一样的，针对频率的特征对介质进行相关的分析。在路面上用锤子施加一个垂直的作用力，流可以得到一组波，这组波以锤击的点为中心，传播过程中具有不同的频率，并且在一定深度的范围内进行传播，在桥梁的不同位置设置传感器，就可以检测到传播频率不同的波。频谱分析技术可以用来分析检测路面不同分层介质的均匀性以及厚度。提高这种技术的质量方法就是在进行频谱分析过程中，使用锤子多锤击几次路面进行多次测量，从而提高检测技术的可靠性。
2．2激光检测技术以及质量管理办法
激光由于具有良好的方向性、衍射性以及相干性。光电流随着激光的强度而变化，激光的强度越大，光电流就会越强，这也就是激光检测技术应用在路面检测中的原理。在进行路基面的检测过程中，尤其是在路基面的沉降监测、距离的测定以及平整度的测定中，主要都是根据激光检测技术。机关的光电流随着光强而发生变化，就可以得到一些光电流唯一的数据，这样通过一些数学的运算就可以的到公路路基面沉降的距离。由于激光检测的激光强度在调节过程中会产生一些细小的波动，所以，提高激光检测技术的管理办法就是针对同一个位置路基面的沉降进行反复调节测量。
2．3超声波检测技术以及质量管理办法
超声波检测技术是根据瞬间的应力波原理对桥梁内部的空隙进行检测的。这种检测技术的主要手段就是使用小钢球对路基面的混凝土表面进行敲击，通过较短暂的撞击产生低频的应力波，并且传播到道路桥梁的内部，从断裂的路面就会将超声波反射出来，这样相关的检测人员就能够通过反射波的形态对道路桥梁的裂缝处进行判断。这种技术是利用多个方面的超声波进行共振，对路面的裂缝以及结构的完整性进行判断。
3结束语
无损检测技术是一门多学科的应用技术，随着现代化技术的不断引进，我国的道路桥梁建设中已经在逐步的采取无损检测技术，来控制道路桥梁的质量。由于道路其桥梁长期暴露在自然环境中，会随着使用以及外部的风化作用不限一些损害的现象。
激光检测技术范文第10篇
关键词：无损检测 主流技术 工程应用
0 引言
传统方法虽然能及时发现路表问题，但难以满足实际工作需求，对道路内部状况得不到满意的检测结果。容易造成漏检，缺乏代表性，给后续工作留下隐患。特别是通过人工的方式对路面进行检测，不仅速度慢，而且检测精度比较低。随着计算机和自动化控制的不断推广和普及，进而使得高精度测微技术的更新换代速度加快，对道路内部结构进行无损、快速、直观有效地检测成为可能，同时路面检测技术向着自动化、高速度、高精度、无损检测方向发展。因此，研究路面无损检测技术具有重要的理论意义和现实意义。
1 无损检测技术的意义
通常情况下，传统的路面检测技术是按照相应的规程进行随机选点，实施钻孔取样，在室内进行分析处理，进而获得相应的参数。然而，这种检测方法存在时间长、检测速度慢的弊端。因此，为了提高道路建设的质量和养护管理水平，需要研究探索出快速、无损、直观，并且能够显示道路内部结构状态的检测设备和技术。研究路面无损检测技术，对于认识路面的使用性能、确保道路施工质量、优化路面设计、健全道路改造方案，以及提高养护水平有着重要的意义。
2 无损检测技术及原理
2.1 超声波无损检测技术 所谓超声波是一种频率超出人耳能听到的频率的声波，这种声波在传输过程中同样遵守波的传输规律。超声波无损检测技术的原理主要是向材料介质发射超声波，接收相应的反射波的相关参数，进而对路面的内部结构的破损情况进行判断的新型无损检测方式。
2.2 图像技术 通常情况下，红外成像技术、激光全息图像技术统称图像技术。其中，红外成像技术是利用不同材料的导热性能，通过高精度的热敏传感器对结构物内部的热传导规律和温度场分布状况进行检测，以图像化的形式将检测结果进行显示。
2.3 激光检测技术 激光检测技术作为新型的检测技术，其发展时间只有几十年，由于激光具有较强的亮度和较高的分辨率、方向性好，以及相干性、衍射性等优点，正是因为上述特点，在路面检测中激光技术得到广泛应用。
2.4 频谱分析技术 频谱分析检测技术是根据波在不同介质的表面传播频率特性不同进行检测的。在对路面结构表面进行检测时，通过力锤向路面施加瞬时的垂直冲击，进而产生以振源为中心向四周传播的瑞雷面波，这些波具有各种频率成分，通过对力锤的重量进行调整或者更换不同的锤头，在一定程度上可以获取各种频率成分的瑞雷面波信号，通过将传感器设置在不同的位置，进而对波的传播频率进行检测，实现对不同深度分层介质力学参数进行测试的目的。
3 无损检测技术的应用
3.1 施工质量的检测与控制 公路路面的施工质量会直接影响到公路的整体质量和使用寿命，无损检测技术有效地防止路面过早破坏，能在道路建设期及时发现工程质量隐患。无损检测技术在道路施工质量的检测与控制中主要应用于平整度检测、抗滑性能检测、弯沉检测和厚度检测等。①平整度检测：平整度检测一般使用在英国激光平整度仪基础上改进的非接触式激光平整度测试车。该测试车主要由激光器、横杠、距离传感器、处理器、便携式电脑和测试车等组成。测试前要进行标定，标定完成后通过电脑输入数据收集模式、测段长和起始位置等参数，然后预运行约250米，以某一恒定速度进入测段收集数据。测试车自带处理器会将测试结果以国际平整度指标IRI值（m/km）输出。该测试车操作简单，全程自动化控制，且代表性强，采样点相距为0.16m，测试精度能达到0.1mm级，在对高等级公路大面积检测时优势最为明显。②抗滑性检测：其工作原理是使测试轮与路面紧密接触，在测试轮上施加恒定垂直荷载，以恒定速度沿与车辆前进方向平行前进，然后由力矩传感器检测获得测试轮上产生的纵向滚滑摩阻力。抗滑性检测一般使用由测车、测轮系及计算机系统等组成的摩擦测试车来完成。测试时需要将测试车尽量锁定在某一固定速度，选择干、冰或洒水测试模式控制水量。测定的纵向滚滑摩阻力以电信号的形式通过脉冲传感器传至处理系统。③弯沉检测：弯沉检测一般使用由牵引车和托挂体组成的落锤式弯沉仪。使用该弯沉仪检测时可调节锤重和落高实现对冲击荷载的调整，我国测试时承载板直径30cm，一般落锤质量设为5t，这样对路面的压强就为0.7MPa。落锤式弯沉仪实际测得的是动态总弯沉，可根据弹性层状体系理论，由弯沉数据反算路面各层材料的弹性模量。测试时一般要在同一点落锤三次，并取第三次的测试值作为测点结果，因为承载板、位移传感器和路面接触不稳定。④厚度检测：厚度检测一般使用由天线、发射机、信号处理机、接收机和终端设备等组成的GPR仪器。目前GPR是能满足高采样率、连续无损检测的唯一手段，GPR相比宏观评价的钻芯法和水准测量法更能反映路面及路面一定深度下的微观变化。测试时发射机产生已知波形的射频，由GPR记录的地面反射波和地下反射波的时间差计算所测路面的厚度。
3.2 养护管理检测 道路建成后，随着使用时间的延长路面的使用性能会逐渐劣化，劣化的速率在整个过程中是不均匀的，并且前期的劣化速率比较慢，随着损伤的不断累积，劣化速率逐步加快。对路面通过先进的检测评价技术进行检测分析，可以发现和认识到路面性能劣化的基本规律，在一定程度上为优化养护方案提供参考依据。实践表明，在道路养护管理中，无损检测技术的广泛应用可以减少道路养护的检测强度，提高工作效率。
地质雷达在沥青路面病害的无损检测和养护中使用较多，测试时主要包括测试布线、确定水平采样点距、时窗选择、天线频率选取、垂向取样点距选取等关键步骤。然后对测试数据进行分析，确定面层波速与厚度、水分含量和压实度等计算参数，实现沥青路面病害的无损检测。
激光断面仪在路面平整度和车辙检测中应用较多。激光断面仪由激光传感、测试梁、惯性制导单元、距离传感器和信号数据处理与分析系统等组成。路面平整度测试时用激光平整度仪沿着需要测定的路段全程连续测量平整度3至5次，取测试数据平均值作为测试结果，然后将测试结果与路段已知IRI值对应，绘制曲线并进行回归分析，建立相关关系。车辙深度数据的采集与平整度测试通过一个过程完成，测试操作方法也完全相同，只是数据的软件处理不同。此外，激光断面仪还能进行纵坡、横坡、曲率等几何参数的连续快速测试。
4 路面雷达检测系统设计
4.1 系统结构设计 通常情况下，固体共振腔、发射与接收天线、时窗记录仪、数字处理与波形显示、打印等共同组成路面雷达检测系统的硬件结构。
4.2 实现硬件设计的要点 由于雷达波具有较强的穿透力，进而满足了不同探测深度的要求。从公路工程施工过程中，路面层的测量精度是关注的重点问题。通常情况下，测量的厚度越浅，对检测系统的分辨力要求越高。
①选择固体振荡器。在雷达检测技术中，雷达源作为核心部件。因此，在稳定性、使用寿命、激发频率等方面对共振腔振源提出了更高的要求，同时要满足测试的精度要求。②选择发射接收天线。需要专门设计用于公路测试的天线，同时要求天线的损耗要小，发射要稳定，并且接收不能出现失真，通过使用不同的工作频率，满足不同的需要。③抗干扰处理技术。在路面雷达监测系统中，抗干扰处理技术也是一项重要内容，需要将雷达天线设置成空气耦合聚焦型，同时横向做成电磁波喇叭型，在一定程度上避免电磁波发射后遇到空气会影响品质。④设计时间记录器。测量深度的准确性受到时间记录器测量时间的精度的直接影响。所以，设计时间记录器时需要将其设计成可调的，能够根据测量深度选择相应的测量时间档，进而满足测量精度的要求。
5 结语
随着路面检测技术的不断发展，检测技术逐步由破损检测向无损检测发展，同时检测时间不断缩短，检测速度和检测精度不断提高。总而言之，在检测和控制施工质量、提高公路养护水平及优化路面设计中，无损路面检测与评价技术具有十分重要的作用。所以，无损检测技术受到工程技术人员广泛认可和重视，进而得到广泛的推广和使用。
参考文献：
[1]李华.路面无损检测技术的研究[J].福建建筑，2009（14）.
[2]李旭东.应用激光断面仪测定路面平整度及车辙[J].交通标准化，2010（7）.