[發明專利]一種用于微缺陷的激光超聲檢測方法

無效

• 申請號: 201210055740.6
• 申請日: 2012-03-05
• 公開（公告）號: CN102608123A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 王繼鋒;王少軍;俞厚德;錢耀洲;湯曉英
• 申請（專利權）人: 上海市特種設備監督檢驗技術研究院
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/49
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

技術領域

本發明涉及無損檢測技術領域，特別是涉及一種用于特殊環境下工件的微缺陷及近表面缺陷激光超聲檢測方法。

背景技術

隨著社會的發展，生產力水平的提高，基礎設施的完善，鋼鐵在線生產高溫環境下的檢測、列車軌道和輸油管道的高速檢測和表面條件復雜的設備檢測等，對無損探傷的需求越來越大，同時這些復雜的檢測條件也對傳統的無損檢測方法提出了挑戰。無損檢測的有效評估，對于改進制造工藝，提高產品質量，保障生命安全，保證設備可靠運轉具有重要意義。常規的無損檢測方法有射線檢驗法(RT)、超聲檢驗法(UT)、渦流檢驗法(ET)和磁粉檢驗法(PT)。但是這些方法都有各自的限制和缺陷，不能完全用于惡劣、復雜的檢測環境，僅有一些特殊的檢測方法能適用于高溫、高速和粗糙表面的無損檢測當中。目前，這些特殊的檢測方法有電磁超聲檢測法(EMAT)，激光超聲檢測法(Laser)、空氣耦合超聲檢測法(ACUT)等。

電磁超聲檢測法(EMAT)是一種無需耦合劑的檢測方法。這種電磁超聲能激發和接收超聲波，但是這種方法受原理的限制，體積比較大，只能用于導電材料，距表面比較近，一般提離距離在2mm以內，受表面質量的影響很大，而且隨著噪聲的污染，接收的超聲信號質量較差。激光超聲檢測法(Laser-干涉儀)利用強度受到調制的激光照射在樣品表面上時，使材料內部非接觸地產生超聲。它具有非接觸、可遠距離探測等優點。然而激光超聲檢測一直存在超聲接收問題，調節很難且不方便，系統復雜、體積龐大、造價昂貴?？諝怦詈铣暀z測法(ACUT)是以空氣為耦合劑的一種超聲檢測方法，具有非接觸、非浸入、完全無損的特點。但是這種方法受原理的限制，發射探頭發射的超聲波在空氣中衰減很大，傳入到工件中的能量很低，接收探頭接收到的信號很小，影響到了檢測效果。

綜上所述，電磁超聲檢測法(EMAT)只能檢測體積比較大，沒有噪聲污染的環境，對非導電材料不能進行檢測。激光超聲檢測法(Laser)本身系統復雜、體積龐大、造價昂貴，調節很難且不方便等因素影響了它的應用?？諝怦詈铣暀z測法(ACUT)受原理的限制，超聲波經過兩次空氣中的衰減，檢測效果不佳。另外，電磁和空氣超聲檢測方法，檢測精度較差，對微缺陷難以檢出。因此，以上方法對于解決一些特殊環境下近表面(或較薄工件)的微缺陷都存在很多不足。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種用于微缺陷的激光超聲檢測方法，能夠在特殊環境下對近表面或較薄工件上的微缺陷進行檢測。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種用于微缺陷的激光超聲檢測方法，包括以下步驟：

(1)激光探頭發出脈沖激光傾斜作用在被測工件上；

(2)將空氣耦合探頭放置在激光探頭的同側，并垂直對著被測工件表面，調節空氣耦合探頭與被測工件表面的距離接收因材料缺陷而產生的散射信號；

(3)通過空氣耦合探頭接收到的散射信號來判斷材料中存在的缺陷。

所述步驟(3)中利用示波器射頻波形上的散射信號波來判斷材料中存在的缺陷。

所述步驟(3)后還包括將采集到的信號波數據儲存于計算機中進行分析，通過信號數據處理得到工件成像圖形的步驟。

所述步驟(2)中空氣耦合探頭與被測工件表面的距離在2mm-15mm之間進行調節。

所述被測工件的厚度為2mm-50mm之間。

有益效果

由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：本發明的方法為非接觸式檢測，無需耦合劑；對φ0.1-φ1.0mm當量孔的微小缺陷有較高的檢測靈敏度；能夠克服盲區的影響，適合于檢測較薄工件及近表面的缺陷、檢測工藝簡單、檢測過程由機器控制、重復性好、不依賴于檢測人員的技術水平和工作態度。

附圖說明

圖1是實施例1的缺陷檢測示意圖；

圖2是實施例1的缺陷檢測成像示意圖；

圖3是實施例2的缺陷檢測示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

本發明的實施方式涉及一種用于微缺陷的激光超聲檢測方法，該方法利用激光探頭產生的超聲波在工件中傳播，入射波遇到缺陷而產生缺陷散射信號波，通過空氣耦合探頭對散射信號波的接收而實現對工件的檢測。