[发明专利]一种用于微缺陷的激光超声检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，特别是涉及一种用于特殊环境下工件的微缺陷及近表面缺陷激光超声检测方法。

背景技术

随着社会的发展，生产力水平的提高，基础设施的完善，钢铁在线生产高温环境下的检测、列车轨道和输油管道的高速检测和表面条件复杂的设备检测等，对无损探伤的需求越来越大，同时这些复杂的检测条件也对传统的无损检测方法提出了挑战。无损检测的有效评估，对于改进制造工艺，提高产品质量，保障生命安全，保证设备可靠运转具有重要意义。常规的无损检测方法有射线检验法(RT)、超声检验法(UT)、涡流检验法(ET)和磁粉检验法(PT)。但是这些方法都有各自的限制和缺陷，不能完全用于恶劣、复杂的检测环境，仅有一些特殊的检测方法能适用于高温、高速和粗糙表面的无损检测当中。目前，这些特殊的检测方法有电磁超声检测法(EMAT)，激光超声检测法(Laser)、空气耦合超声检测法(ACUT)等。

电磁超声检测法(EMAT)是一种无需耦合剂的检测方法。这种电磁超声能激发和接收超声波，但是这种方法受原理的限制，体积比较大，只能用于导电材料，距表面比较近，一般提离距离在2mm以内，受表面质量的影响很大，而且随着噪声的污染，接收的超声信号质量较差。激光超声检测法(Laser-干涉仪)利用强度受到调制的激光照射在样品表面上时，使材料内部非接触地产生超声。它具有非接触、可远距离探测等优点。然而激光超声检测一直存在超声接收问题，调节很难且不方便，系统复杂、体积庞大、造价昂贵。空气耦合超声检测法(ACUT)是以空气为耦合剂的一种超声检测方法，具有非接触、非浸入、完全无损的特点。但是这种方法受原理的限制，发射探头发射的超声波在空气中衰减很大，传入到工件中的能量很低，接收探头接收到的信号很小，影响到了检测效果。

综上所述，电磁超声检测法(EMAT)只能检测体积比较大，没有噪声污染的环境，对非导电材料不能进行检测。激光超声检测法(Laser)本身系统复杂、体积庞大、造价昂贵，调节很难且不方便等因素影响了它的应用。空气耦合超声检测法(ACUT)受原理的限制，超声波经过两次空气中的衰减，检测效果不佳。另外，电磁和空气超声检测方法，检测精度较差，对微缺陷难以检出。因此，以上方法对于解决一些特殊环境下近表面(或较薄工件)的微缺陷都存在很多不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于微缺陷的激光超声检测方法，能够在特殊环境下对近表面或较薄工件上的微缺陷进行检测。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于微缺陷的激光超声检测方法，包括以下步骤：

(1)激光探头发出脉冲激光倾斜作用在被测工件上；

(2)将空气耦合探头放置在激光探头的同侧，并垂直对着被测工件表面，调节空气耦合探头与被测工件表面的距离接收因材料缺陷而产生的散射信号；

(3)通过空气耦合探头接收到的散射信号来判断材料中存在的缺陷。

所述步骤(3)中利用示波器射频波形上的散射信号波来判断材料中存在的缺陷。

所述步骤(3)后还包括将采集到的信号波数据储存于计算机中进行分析，通过信号数据处理得到工件成像图形的步骤。

所述步骤(2)中空气耦合探头与被测工件表面的距离在2mm-15mm之间进行调节。

所述被测工件的厚度为2mm-50mm之间。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明的方法为非接触式检测，无需耦合剂；对φ0.1-φ1.0mm当量孔的微小缺陷有较高的检测灵敏度；能够克服盲区的影响，适合于检测较薄工件及近表面的缺陷、检测工艺简单、检测过程由机器控制、重复性好、不依赖于检测人员的技术水平和工作态度。

附图说明

图1是实施例1的缺陷检测示意图；

图2是实施例1的缺陷检测成像示意图；

图3是实施例2的缺陷检测示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种用于微缺陷的激光超声检测方法，该方法利用激光探头产生的超声波在工件中传播，入射波遇到缺陷而产生缺陷散射信号波，通过空气耦合探头对散射信号波的接收而实现对工件的检测。