无损检测新技术(2)ppt课件

1、华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院1http:/第第6章章 无损检测新技术无损检测新技术激光全息无损检测激光全息无损检测声振检测法声振检测法微波无损检测微波无损检测声发射检测声发射检测红外检测红外检测华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院2http:/1 1激光全息检测的原理激光全息检测的原理激光全息检测是利用激光全息照相来检测物体外表和内部激光全息检测是利用激光全息照相来检测物体外表和内部缺陷的。由于物体在遭到外界载荷作用下会产生变形，这缺陷的。由于物体在遭到外界载荷作用下会产生变形，这种变形与物体能否含有缺陷直接相关，在不同的外界载荷种变形与物体能否含有缺陷直接相关，在不同的外界载

2、荷作用下，物体外表变形的程度是不一样的。作用下，物体外表变形的程度是不一样的。激光全息照相，是将物体外表和内部的缺陷，经过外界加激光全息照相，是将物体外表和内部的缺陷，经过外界加载的方法，使其在相应的物体外表造部分的变形，用全息载的方法，使其在相应的物体外表造部分的变形，用全息照相来察看和比较这种变形，并记录在不同外界载荷作用照相来察看和比较这种变形，并记录在不同外界载荷作用下的物体外表的变形情况，进展察看和分析，然后判别物下的物体外表的变形情况，进展察看和分析，然后判别物体内部能否存在缺陷。体内部能否存在缺陷。1 1 激光全息检测的特点与原理激光全息检测的特点与原理华中科技大学机械学院华中科

3、技大学机械学院3http:/(2) (2) 激光全息检测的特点激光全息检测的特点检测灵敏度高检测灵敏度高基于干涉计量技术，其干涉计量的精度基于干涉计量技术，其干涉计量的精度与波长同数量级。与波长同数量级。一次检测面积大一次检测面积大-激光相关长度大，只需激光可以充分激光相关长度大，只需激光可以充分照射到的物体外表，都能一次检验终了。照射到的物体外表，都能一次检验终了。对被检对象没有特殊要求，可以对任何资料、恣意粗糙对被检对象没有特殊要求，可以对任何资料、恣意粗糙的外表进展检测。的外表进展检测。便于对缺陷进展定量分析便于对缺陷进展定量分析-可借助于干涉条纹的数量和可借助于干涉条纹的数量和分布情况

4、来确定缺陷的大小、部位和深度，。分布情况来确定缺陷的大小、部位和深度，。华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院4http:/ 高音喇叭 车门 光碟华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院5http:/激光全息照相检测的光路图激光全息照相检测的光路图蜂窝构造板脱粘区的蜂窝构造板脱粘区的全息再现干涉条纹全息再现干涉条纹激光全息检测实践上就是将不同受载情况下的物体外表形状用激光全息检测实践上就是将不同受载情况下的物体外表形状用激光全息照相方法记录下来，进展比较和分析，从而评价被检激光全息照相方法记录下来，进展比较和分析，从而评价被检物体的质量。物体的质量。华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院6

5、http:/2 2 激光全息检测方法激光全息检测方法(1)(1)物体外表微差位移的察看方法物体外表微差位移的察看方法激光全息照相用于产品的无损检测，采用的是全息干激光全息照相用于产品的无损检测，采用的是全息干涉计量术，它是激光全息照相与干涉计量技术的综合。涉计量术，它是激光全息照相与干涉计量技术的综合。该技术的根据是物体内部的缺陷在外力作用下，使它该技术的根据是物体内部的缺陷在外力作用下，使它所对应的物体表间产生与其周围不一样的微差位移。所对应的物体表间产生与其周围不一样的微差位移。然后，用激光全息照相的方法进展比较，从而检测物然后，用激光全息照相的方法进展比较，从而检测物体内部的缺陷。体内部

6、的缺陷。实时法实时法两次曝光法两次曝光法时间平均法时间平均法察看物体外表微差位移的方法察看物体外表微差位移的方法: :华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院7http:/ 2 2 激光全息检测的加载方法激光全息检测的加载方法用激光全息照相来检测物体内部缺陷的本质是比较物体在不同用激光全息照相来检测物体内部缺陷的本质是比较物体在不同受载情况下的外表光波、因此需求对物体施加载荷。常用的加受载情况下的外表光波、因此需求对物体施加载荷。常用的加载方式有以下几种。载方式有以下几种。内部充气法内部充气法外表真空法外表真空法热加载法热加载法华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院8http:/3 3 激光

7、全息检测的运用激光全息检测的运用蜂窝构造检测蜂窝构造检测复合资料检测复合资料检测胶接构造检测胶接构造检测药柱质量检测药柱质量检测印制电路板焊点检测印制电路板焊点检测压力容器检测压力容器检测华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院9http:/声振检测是鼓励被测件产活力械振动，经过丈量被测件振动的声振检测是鼓励被测件产活力械振动，经过丈量被测件振动的特征来断定其质量的一种无损检测技术。特征来断定其质量的一种无损检测技术。1 1 检测原理及方法检测原理及方法RjXRCjiMjZZuF 声振检测法就是用声换能器激发样品振动，而反映样品振动特声振检测法就是用声换能器激发样品振动，而反映样品振动特性的力

8、阻抗反作用于换能器，构成换能器的负载。当负载有变性的力阻抗反作用于换能器，构成换能器的负载。当负载有变化时，换能器的某些特性也随着变化。化时，换能器的某些特性也随着变化。换能器不同特性的丈量有振幅法、频率法和相位法等。换能器不同特性的丈量有振幅法、频率法和相位法等。机械振动的根本方程：机械振动的根本方程：华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院10http:/(1) (1) 频率检测法频率检测法振动呼应的频谱振动呼应的频谱华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院11http:/(2) (2) 部分激振法部分激振法振动热图法：适用于热分散率低的工件。振动热图法：适用于热分散率低的工件。振幅丈量法

9、：适用于蜂窝壁板中蒙皮与芯脱粘的检测。振幅丈量法：适用于蜂窝壁板中蒙皮与芯脱粘的检测。部分激振法是对被被测构造的一点或多点施加鼓励，使其发部分激振法是对被被测构造的一点或多点施加鼓励，使其发生振动，并对一切欲测的各点丈量其构造的部分性能。生振动，并对一切欲测的各点丈量其构造的部分性能。单点激振单点激振华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院12http:/在每一被测点施加鼓励，并在同一点上丈量输入力或振动的在每一被测点施加鼓励，并在同一点上丈量输入力或振动的呼应，可用来丈量胶接构造的脱粘、分层和叠层构件的气孔呼应，可用来丈量胶接构造的脱粘、分层和叠层构件的气孔以及有缺陷的蜂窝构造。以及有缺陷的

10、蜂窝构造。声阻法声阻法声阻法是利用丈量构造件被测点振动力阻抗的变化来确定能否声阻法是利用丈量构造件被测点振动力阻抗的变化来确定能否有异常的构造件存在。丈量在单一振动频率下进展，常用的频有异常的构造件存在。丈量在单一振动频率下进展，常用的频率在率在110kHz110kHz之间。之间。多点激振法多点激振法华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院13http:/双片声阻法称为声阻抗法，它是利用由两个压电晶片组成的检双片声阻法称为声阻抗法，它是利用由两个压电晶片组成的检测器测器( (一个晶片激振，另一个接纳信号一个晶片激振，另一个接纳信号) )，以点源方式激发样品，以点源方式激发样品作弯曲振动，并将样

11、品振动的力阻抗经过触头转移为检测器的作弯曲振动，并将样品振动的力阻抗经过触头转移为检测器的负载，经过对检测器特性的丈量，来检测样品力阻抗的变化，负载，经过对检测器特性的丈量，来检测样品力阻抗的变化，到达检验目的。到达检验目的。单片声阻法：采用一个晶片激振和接纳前往信号，主要用来检单片声阻法：采用一个晶片激振和接纳前往信号，主要用来检测粘接质量。测粘接质量。声阻法又可分为双片声阻法和单片声阻法。声阻法又可分为双片声阻法和单片声阻法。华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院14http:/声谐振检测技术是复合资料构件常用的质量检测方法。声谐振声谐振检测技术是复合资料构件常用的质量检测方法。声谐振技

12、术本质上是声阻抗的一种持例。它们的共同点是：经过电声技术本质上是声阻抗的一种持例。它们的共同点是：经过电声换能器激发被测件，并测试以被测件为负载的换能器的阻抗特换能器激发被测件，并测试以被测件为负载的换能器的阻抗特性。声谐振检测通常可分为两种类型，以频率随时间变化的扫性。声谐振检测通常可分为两种类型，以频率随时间变化的扫频延续波入射工件和以可调的单一频率的波入射工件。频延续波入射工件和以可调的单一频率的波入射工件。扫描声振检测技术的根本原理是，检测换能器与被检工件耦合，扫描声振检测技术的根本原理是，检测换能器与被检工件耦合，并用比换能器自然频率低的扫频延续波鼓励。当此延续波经过并用比换能器自然

13、频率低的扫频延续波鼓励。当此延续波经过被检工件的基频谐振或谐波振动，换能器所接受的载荷要比其被检工件的基频谐振或谐波振动，换能器所接受的载荷要比其它频率大得多，载荷的添加会引起鼓励交流电流的添加。利用它频率大得多，载荷的添加会引起鼓励交流电流的添加。利用这一景象即可丈量谐振频率。这一景象即可丈量谐振频率。扫描声振检测技术扫描声振检测技术华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院15http:/蜂窝构造检测蜂窝构造检测复合资料检测复合资料检测胶接强度检测胶接强度检测2 2 声振检测的运用声振检测的运用华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院16http:/水泥路面脱空检测水泥路面脱空检测2 2 声

14、振检测的运用声振检测的运用华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院17http:/微波的特点：一种电磁波，它的波长很短且频率很高。微波的特点：一种电磁波，它的波长很短且频率很高。频率范围：频率范围：300MHz300GHz；相应的波长：；相应的波长：1m1mm1 1 微波检测的根本原理与特点微波检测的根本原理与特点(1) 微波检测特点微波检测特点微波不能穿透金属或导电性能较好的复合资料。微波不能穿透金属或导电性能较好的复合资料。主要波段：主要波段：P米波，米波，L(22cm)，S(10cm)，C(5cm)，X(3cm)，K(2cm)，Q(8mm)，V(4mm)并可划分为分米波、并可划分为分米波

15、、厘米波和毫米波。厘米波和毫米波。在微波无损检测中，在微波无损检测中，X波段波段(8.212.5GHz)， K波段波段(26.540GHz)， W波段波段(56100GHz)。华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院18http:/(2) (2) 微波检测的根本原理微波检测的根本原理微波检测是经过研讨微波反射、透射、衍射、干涉、腔体微微波检测是经过研讨微波反射、透射、衍射、干涉、腔体微扰等物理特性的改动，以及微波作用于被检测资料时的电磁扰等物理特性的改动，以及微波作用于被检测资料时的电磁特性特性介电常数的损耗正切角的相对变化，经过丈量微波根介电常数的损耗正切角的相对变化，经过丈量微波根本参数如

16、微波幅度、频率、相位的变化，来判别被测资料或本参数如微波幅度、频率、相位的变化，来判别被测资料或物体内部能否存在缺陷以及测定其它物理参数。物体内部能否存在缺陷以及测定其它物理参数。微波从外表透入到资料内部，功率随透入的间隔以指数方式衰微波从外表透入到资料内部，功率随透入的间隔以指数方式衰减。实际上把功率衰减到只需外表处的减。实际上把功率衰减到只需外表处的1/e21/e213.613.6的深度，的深度，称为穿透深度。称为穿透深度。华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院19http:/2 2 微波的检测方法微波的检测方法微波无损检测的方法主要有穿透法、散射法、反射法等。微波无损检测的方法主要有穿

17、透法、散射法、反射法等。(1)(1)穿透法穿透法 固定频率延续波、可变频率延续波、脉冲调制波固定频率延续波、可变频率延续波、脉冲调制波晶体检波器晶体检波器直流电压表直流电压表微波信号源微波信号源衰减器衰减器定向耦合器定向耦合器直流电压表直流电压表 微波穿透法检测系统微波穿透法检测系统隔离器隔离器晶体检波器晶体检波器接纳接纳发射发射华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院20http:/(2)(2)反射法反射法(3)(3)散射法散射法散射法是经过测试回波强度变化来确定散射特性。检测时散射法是经过测试回波强度变化来确定散射特性。检测时微波经有缺陷部位时被散射，因此使被接纳到的微波信号微波经有缺陷部

18、位时被散射，因此使被接纳到的微波信号比无缺陷部位要小，根据这些特性来判别工件内部能否存比无缺陷部位要小，根据这些特性来判别工件内部能否存在缺陷。在缺陷。检波器直流电压表信号源隔离器衰减器定向耦合器检波器直流电压表 试件延续波反射计其它还有干涉法、微波全息技术和断层成像法等。其它还有干涉法、微波全息技术和断层成像法等。华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院21http:/微波检测作为常规无损检测方法的补充，它适用于检测加强塑微波检测作为常规无损检测方法的补充，它适用于检测加强塑料、陶瓷、树脂、玻璃、橡胶、木材以及各种复合资料等，也料、陶瓷、树脂、玻璃、橡胶、木材以及各种复合资料等，也适于检测各种胶接构造和蜂窝构造件中的分层、脱粘、金属加适于检测各种胶接构造和蜂窝构造件中的分层、脱粘、金属加工工件外表粗糙度、