激光超声检测技术及其工业应用前景
超声波技术应用现状
超声波技术应用现状超声波技术应用现状超声波技术是一种利用超声波在介质中传播、反射、散射、吸收等特性进行检测、测量和成像的技术。
由于其非侵入性、无辐射、安全可靠等特点，超声波技术在医学影像、工业检测、无损检测等领域具有广泛应用。
本文将介绍超声波技术在医学、工业和环境等领域的应用现状。
一、医学应用超声波技术在医学领域的应用早已成熟，并且得到了广泛的推广和应用。
在医学影像方面，超声波技术主要用于超声诊断和超声引导下的介入治疗。
超声波无辐射、可重复、造价低廉，使其在临床医学中得到了广泛应用。
超声波检查可以对人体内脏、器官和组织进行不同角度的立体成像，帮助医生发现和诊断肿瘤、器官异常、血管病变以及妇产科疾病等。
此外，超声引导下的介入治疗在肿瘤治疗、器官穿刺和神经麻醉等方面也取得了显著的效果。
二、工业应用超声波技术在工业领域的应用主要体现在无损检测、流量测量和清洗等方面。
无损检测是指在不破坏被检测物体的前提下，利用超声波对材料的内部缺陷进行检测和评估。
超声波无损检测广泛应用于航空航天、能源、汽车制造等行业，用于检测焊缝、裂纹、疲劳等缺陷，确保设备的安全运行。
此外，超声波技术还被应用于液体和气体的流量测量，通过超声波的传播时间和频率变化，可以精确测量流体的流速和质量。
此外，超声波在工业清洗方面也具有广泛应用，可以高效去除零件表面的污垢和油脂。
三、环境应用超声波技术在环境监测和治理中也得到了广泛应用。
在大气污染监测方面，利用超声波技术可以迅速测量和监测空气中的颗粒物、气味和污染物浓度。
此外，超声波技术还可以用于水污染监测和治理。
通过超声波技术可以监测水中溶解氧、浊度、悬浮物浓度等指标，并可以应用于废水处理和水质净化。
四、其他领域应用除了医学、工业和环境等领域，超声波技术还被应用于许多其他领域。
例如，在食品加工和质量控制中，超声波可以检测食品中的空气泡、含水量和沉淀物等指标。
在土壤和农业领域，超声波技术可以用于土壤湿度测量和种植物根系生长的观测。
超声波检测技术的应用前景
超声波检测技术的应用前景超声波检测技术是一种利用超声波在材料中传播和反射的特性来检测缺陷、测量距离和材料性质的技术。
随着科学技术的不断发展，超声波检测技术在工业、医疗、安防等领域得到了广泛的应用，并且在未来有着更加广阔的发展前景。
本文将从工业、医疗和安防三个方面探讨超声波检测技术的应用前景。
一、工业领域在工业领域，超声波检测技术被广泛应用于材料的质量检测、结构健康监测、无损检测等方面。
首先，超声波检测技术可以用于金属材料的缺陷检测，如焊接接头、铸件、锻件等的质量检测。
通过超声波的传播和反射特性，可以准确地检测出材料中的裂纹、气孔、夹杂等缺陷，为生产过程中的质量控制提供了重要依据。
其次，超声波检测技术还可以用于结构健康监测，如飞机、桥梁、管道等结构的损伤检测和评估。
通过超声波的传播速度和衰减情况，可以实时监测结构的健康状况，及时发现潜在的问题并采取措施加以修复。
此外，超声波检测技术还可以实现对材料性质的非破坏性测量，如材料的厚度、密度、弹性模量等参数的测量，为工程设计和材料选择提供参考依据。
二、医疗领域在医疗领域，超声波检测技术被广泛应用于医学影像学、疾病诊断、手术导航等方面。
首先，超声波检测技术可以用于医学影像学，如超声心动图、超声造影等。
通过超声波的传播和反射，可以清晰地显示人体内部器官的结构和功能，帮助医生进行疾病诊断和治疗方案制定。
其次，超声波检测技术还可以用于疾病诊断，如乳腺癌、甲状腺疾病、肝脏疾病等的早期筛查和诊断。
通过超声波的成像技术，可以发现病变组织的位置、大小和形态，为医生提供重要的诊断依据。
此外，超声波检测技术还可以用于手术导航，如超声引导下的肿瘤切除、介入手术等。
通过超声波的实时成像和定位功能，可以帮助医生准确定位手术目标，提高手术的精准度和安全性。
三、安防领域在安防领域，超声波检测技术被广泛应用于入侵检测、人员定位、安防监控等方面。
首先，超声波检测技术可以用于入侵检测，如智能家居安防系统、商业场所安防系统等。
超声波技术国内外技术现状和发展趋势
超声波技术国内外技术现状和发展趋势嘿，咱今儿个就来唠唠超声波技术这档子事儿。
你知道不，这超声波技术啊，那可是相当厉害的存在呢！在国内，那发展得也是风生水起呀。
好多领域都能瞧见它的身影呢！就好比说在医疗领域，超声波检查那可是帮了大忙啦，能让医生清楚地看到人体内部的情况，就好像给身体来了个“透视”，这多牛啊！还有在工业上，利用超声波进行探伤、清洗啥的，那效率也是高高的。
再看看国外，人家那技术也是不容小觑呀。
国外的科研人员那是不断钻研，把超声波技术玩得团团转。
他们在一些高端制造领域，用超声波技术打造出了超级精细的产品，哇塞，简直让人惊叹不已！那你说这超声波技术以后会咋发展呢？我觉着吧，肯定是越来越牛！说不定以后啊，用超声波就能直接治病了呢，不用开刀不用吃药，“嗖”的一下病就好了，你说神不神？而且啊，在工业上的应用肯定也会更加广泛，什么更复杂的材料都能处理得妥妥当当。
这超声波技术就像是一个潜力无限的宝藏，等着人们不断去挖掘呢！你想想看，要是以后家里的各种东西都能靠超声波来维护保养，那得多方便啊！就像家里的电器啥的，用超声波“扫一扫”，嘿，立马焕然一新，那多棒呀！还有啊，随着科技的不断进步，超声波技术和其他技术的结合肯定也会越来越多。
比如说和人工智能结合，那可就厉害了，能自动检测、自动处理，哇，那简直就是科幻电影里的场景呀！咱可不能小瞧了这超声波技术，它现在已经给我们的生活带来了很多便利，以后肯定还会有更多的惊喜等着我们呢！它就像一个无声的英雄，默默地在各个领域发挥着重要的作用。
咱得好好关注这超声波技术的发展呀，说不定哪天它就会给我们带来意想不到的大惊喜呢！你说是不是？咱可得跟上时代的步伐，别被这快速发展的科技给落下咯！。
超声声波技术在工业领域中的应用
超声声波技术在工业领域中的应用超声声波技术是目前应用极为广泛的一种技术，在医学、冶金、化工、食品等各个领域都有广泛应用。
其中，工业领域中尤为重要，涉及到各种物资的检测、加工、清洗等。
本文将深入探究超声声波技术在工业领域中的应用。
一、声波介绍声波是一种能够在介质中传递的机械波，其波动方向与能量传递方向垂直。
声波在空气、水、土壤、金属、织物等各种材料和媒介中都能传播，并可以引起材料的变形，构成物质波。
声波是一种很广泛的物理现象，可以应用于各种领域。
二、超声声波技术超声声波技术是利用声波在不同介质中传播和反射的不同特性，以实现对材料特性的识别和处理的一种技术。
超声波是指频率高于20kHz的声波，由于其波长短、穿透力强，可以对许多材料进行非接触、非破坏性的检测，具有较大的应用前景和实用价值。
在多种工业应用中，超声波技术已经成为必不可少的检测手段。
三、1. 材料检测超声波检测技术可以在不破坏样品的情况下对样品进行检测，具有非常大的应用范围。
材料检测一方面包括对材料的强度、结构、微观组织和其它特性进行检测，并提出对应的改进措施；另一方面则包括对材料的瑕疵、缺陷和裂纹进行检测，以避免材料在实际使用过程中的安全问题。
超声波检测技术是材料检测中最普遍的一种技术，其应用包括了金属材料、塑料材料、陶瓷材料、玻璃材料等近乎所有工业材料。
2. 工业洗涤超声波洗涤机是一种利用超声波在水中形成一个涡流，从而将溶液的微小气泡覆盖到材料表面，利用这些气泡的爆破作用来达到清洗的目的的设备。
这种技术可以快速、彻底地清洗掉材料表面的污垢和油脂，具有效率高、性价比低等特点。
3. 车辆排放检测超声波技术还可以用于汽车和摩托车排放控制方面的检测。
采用超声波技术能够调查和排除排气管和其他部件中的缺陷，如冷却剂渗漏、网格堵塞或喷嘴损坏等。
如果排气系统的工作正常，表面声波频率会与声速的预期频率非常接近，如果有问题则会产生明显的偏差。
四、结语以上是超声声波技术在工业领域中的一些应用，当然还有在水处理、油漆涂层、纳米技术等方面的应用，对于未来的工业发展来说，超声波技术的应用前景是非常广阔的。
2023年超声行业市场规模分析
2023年超声行业市场规模分析超声行业是一个快速发展的行业，随着各种工业和医疗应用的不断增加，市场规模也在逐年增长。
本文将对超声行业市场规模进行分析。
一、市场规模超声市场规模涉及多个领域，包括医疗、工业、检测等。
其中，医疗超声是最大的市场，占据超声市场规模的近70%。
根据市场研究机构的数据，预计到2025年，全球医疗超声市场规模将达到100亿美元以上。
二、医疗超声医疗超声是医疗领域中应用最广泛的超声技术，它在影像诊断、治疗和监测等方面有广泛的应用。
近年来，随着医疗技术的不断发展，3D、4D超声技术等新技术的应用不断扩大，这些技术能够提高超声图像的质量和准确度，扩大医疗超声的应用范围。
三、工业超声工业超声应用范围包括材料分析、无损检测、水下探测等。
在工业领域，超声技术非常广泛地应用在钢铁、非铁等金属材料的表面缺陷检测、铸件的质量检测等方面。
此外，工业超声还被用于水下探测和隧道探测等领域，这些用途使工业超声应用范围更加广泛。
四、检测超声检测超声应用非常广泛，它可以通过声波的反射和散射来检测各种物体的内部和表面缺陷，包括金属、陶瓷、玻璃等。
此外，检测超声还可以被应用于混凝土结构、管道和船舶等领域。
五、市场前景随着技术的不断发展和市场需求的增长，超声行业的市场前景非常广阔。
未来，随着医疗设备市场和工业领域的不断扩大，超声设备将在这些领域广泛应用。
同时，由于人们对于健康和环保的重视，超声检测等环保技术的需求也将不断增长。
这些因素都将推动超声行业不断发展壮大。
总之，超声行业市场规模很大，市场涉及到多个领域，其中医疗超声是最大的市场。
超声技术随着技术的不断发展和市场需求的增加，未来市场前景十分广阔。
超声加工技术的应用现状及其发展趋势
超声加工技术是一种利用高频声波振动来进行加工和处理材料的技术。
它在多个领域有广泛的应用，其应用现状和发展趋势如下：应用现状：食品工业：超声波在食品工业中用于食品分散、混合、杀菌和提取。
它有助于改善食品质量、延长保质期和提高生产效率。
医疗领域：超声波在医疗成像、药物输送、封闭伤口、清洁器械等方面有广泛应用。
例如，超声波成像用于超声检查和产前检查。
材料加工：超声波可用于金属焊接、塑料焊接、切割、清洗、打磨和去除杂质。
它在制造业中用于提高产品质量和生产效率。
化学工业：超声波可用于化学反应的促进、分散、乳化和催化。
它在合成化学和制药工业中具有潜力。
环保技术：超声波可用于废水处理、污泥处理和空气净化。
它有助于减少环境污染和资源浪费。
发展趋势：创新应用：超声加工技术的创新应用不断涌现，如超声制造、纳米材料合成、超声流变学等。
这些新应用有望扩大超声技术的领域。
自动化和智能化：超声加工设备逐渐实现自动化和智能化，包括自动控制、远程监控和数据分析。
这将提高生产效率和生产质量。
环保和节能：超声加工技术有望成为更环保和节能的加工方法。
它可以减少化学物质的使用、减少废物产生和降低能源消耗。
多模态集成：超声加工技术与其他加工技术的多模态集成将成为趋势，以满足复杂加工需求。
高效材料加工：超声加工技术将更多地用于高效的材料加工，如超声切割、精密焊接和制造微细结构。
国际合作：超声加工技术的研究和应用将在国际合作和跨学科研究方面取得更大突破。
总的来说，超声加工技术在各个领域都有潜力，其发展将受益于创新应用、自动化、环保和国际合作。
随着科技的进步，超声加工技术将不断拓展其应用范围，提高效率，降低成本，并在各个领域发挥更大的作用。
超声技术的发展趋势和挑战
超声技术的发展趋势和挑战主要体现在以下几个方面：
1. 超声技术不断进步：随着科技的不断进步，超声技术也在不断发展。
目前，高分辨率超声、三维超声、超声造影等技术已经广泛应用，未来还将出现更多新技术，进一步提高超声的准确性和可靠性。
2. 智能化发展：随着人工智能和机器学习技术的不断发展，超声设备的智能化程度越来越高。
未来的超声设备将更加智能化，能够自动识别病变、自动分析图像，为医生提供更准确的诊断信息。
3. 多模态成像融合：目前，超声已经不再是单一的成像技术，与其他影像技术（如MRI、CT等）的融合成为趋势。
多模态成像融合可以相互补充，提高诊断的准确性和可靠性。
4. 个性化治疗：随着精准医学的发展，超声技术在个性化治疗方面也取得了很大的进展。
通过超声引导的精准介入治疗，可以实现个体化的治疗效果，提高患者的生存率和生活质量。
5. 远程医疗：随着互联网技术的发展，远程医疗也逐渐成为趋势。
超声设备可以通过远程控制实现远程诊断和治疗，为患者提供更加便捷的服务。
然而，超声技术的发展也面临着一些挑战：
1. 技术更新换代快：随着科技的不断进步，超声技术的更新换代也越来越快。
医疗机构需要及时更新设备和技术，跟上技术发展的步伐。
2. 诊断标准不统一：由于不同品牌、不同型号的超声设备差异较大，诊断标准不统一，这给临床医生和影像科医生带来了一定的困扰。
需要建立统一的标准和规范，提高诊断的准确性和可靠性。
3. 患者安全问题：在超声诊断和治疗过程中，如果操作不当或误诊可能会对患者造成伤害。
需要加强医生的培训和监管，提高患者的安全意识。
超声波在工业领域中的应用研究
超声波在工业领域中的应用研究随着科技的不断进步，超声波技术在工业领域中的应用越来越广泛。
超声波由于其频率高、波长短、穿透性强等特点，被应用于物质结构、材料成分、生产质量等方面的检测和分析。
本文将介绍超声波在工业领域中的一些常见应用，以及一些新技术的发展趋势。
一、超声波检测1.1 超声波无损检测超声波无损检测技术是将超声波传入被检测物体中，通过对其反射和衍射的声波信号进行处理，实现对物体结构、成分及缺陷的检测。
这种方法不仅可以用于金属、非金属材料的检测，还可以用于晶体、陶瓷、塑料等物体的检测。
超声波无损检测在工业中非常常见，例如用于检测汽车引擎部件、铁路轨道、飞机涡扇叶片等，以及钢铁、电力等领域的无损检测。
1.2 超声波断层检测借助于超声波探伤技术，人们可以获取到物体内部的截面图像。
这种技术称为超声波断层检测，可以用于检测复杂结构零件的内部缺陷。
例如检测飞机发动机叶片的内部缺陷等。
这种技术可以非常精确地检测到物体内部的缺陷并提供许多定量的数据，因此被广泛应用于各个领域。
二、超声波清洗超声波清洗技术是在水中引入高频的超声波，通过声波的振荡产生的高压波和低压波，使污物从物体表面跳出来，达到清洗的效果。
该技术通常用于电子、精密仪器、眼镜等精细和易受污染的物体的清洗。
与传统清洗方式相比，超声波清洗技术具有清洗效率高、重复性好、清洗过程无污染等优点，因此被广泛应用于各种行业，例如纺织、化工、食品等。
三、超声波加工3.1 超声波冲击加工超声波冲击加工是一种高精度、高效率的加工方式。
该技术的原理是利用高频振动的超声波产生高速和大振幅的冲击波，使加工部位产生切削作用，实现对材料的加工。
这种加工方式常用于非金属和难加工材料的加工，例如玻璃、陶瓷、花岗岩、金属材料等。
超声波冲击加工可以大幅提高加工效率和加工精度，因此在航空航天、汽车制造、电子和半导体等领域得到广泛应用。
3.2 超声波抛光加工超声波抛光加工是利用高频振动的超声波，在水中形成的微小波动场，使材料表面受到细小的切向作用，以达到抛光的效果。
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激光超声检测技术及其工业应用前景周益军1,张永康2,周建忠2,冯爱新2(1.扬州职业大学,江苏扬州225009;2.江苏大学,江苏镇江212013)摘 要:阐述了激光超声的基本理论,综述了激光超声检测技术的发展,重点介绍了激光超声检测技术在工业中的相关应用,如:材料性质的无损评价、对复合材料构件进行评估、在高温有辐射等恶劣环境下对样品进行检测、非接触测量固体材料厚度等。
对激光超声应用于纳米材料中的研究概况也作了简要说明。
同时指出了激光超声检测技术的工业应用前景。
关键词:激光超声;检测技术;工业应用中图分类号:TN 249文献标识码:A文章编号:1008-3693(2005)03-0050-04The Laser U ltrasonic Detection T echnology andIts Applied Prospect in IndustryZHOU Yi 2jun 1,ZHAN G Y ong 2kang 2,ZHOU Jian 2zhong 3,FEN G Ai 2xin 4(1.Y angzhou Polytechnic College ,Y angzhou 225009,China ;2.Jiangsu University ,Zhenjiang 212013,China )Abstract :In this article ,the basic theory of laser ultrasonic is discussed ,and the development of laser ul 2trasonic detection technology is summarized as well ,with focus on its related application to industry.Mean 2while ,a brief explanation of the application of laser ultrasound to mano 2structured materials is given and the applied prospect of the laser ultrasonic detection technology is indicated here.K ey w ords :laser ultrasound ;detection technology ;application in industry 激光超声技术的研究始于1962年,White 和Aakaryan 各自论证了用脉冲激光束在固体和液体中激发出声波的方法。
接着,White 和Aakaryan 观察了强激光在固体中产生的爆炸波(L SD 波)和在大气中产生的燃烧波(L SC 波),都会随时间和距离的增加而衰变成声波[1,2]。
激光超声是超声学新近发展起来的一个分支,是涉及光学、声学、电学、材料学等学科的交叉学科[3]。
1 激光超声检测技术简介对于激光产生超声机理的研究,目前学术界认同热弹膨胀理论。
所谓激光超声检测技术,即用强度调制的激光束射入闭合的介质空间时可产生声波,通过对这种波的检测来达到对材料性质的无损评价、对复合材料构件进行评估等的应用技术。
利用激光脉冲来激发超声脉冲,不仅是非接触的,而且可以重复产生很窄的超声脉冲,在时间和空间都具有极高的分辨率。
还可以在不同形状的试样中激发超声,可以在高温、高压、有毒、放射性等各种恶劣环境下进行超声检测。
它适合于超薄材料的检测和物质微结构的研究,因此激光超声技术以其优异特性而得到迅速发展并被关注[4]。
激光超声检测技术的工业应用情景广阔。
国内外就激光超声检测技术的应用已大量的报收稿日期:2005-06-08第一作者简介:周益军(1966-),男,扬州职业大学机械工程系讲师,江苏大学博士研究生。
第9卷第3期2005年9月扬州职业大学学报Journal of Y angzhou Polytechnic College Vol.9 No.3Sep.2005导。
加拿大C.K.Jen等人在2003年运用该技术在线监控Mg合金的模具铸造过程[5]。
法国G. Rosa等已将超声检测技术应用于检测金属表面氧化物涂层与金属基体的结合强度[6]。
L.Kehoe (爱尔兰)等将上述技术应用于无损检测样品中铝基陶瓷的含量[7]。
下面简要介绍激光超声检测技术的相关工业应用。
2 激光超声检测技术的工业应用2.1 材料性质的无损评价极短的激光脉冲可以激发出极短的超声脉冲。
通过对衍射超声波渡越时间差的分析,可以非常准确地确定各种缺陷、包括各种体缺陷和表面缺陷的位置,其精度可优于0.1mm[8]。
在这种检测系统中,最引人注目的系统之一,就是L G AP 与光探针相结合所构成的全光学检测系统。
实验表明,用这种全光学系统对亚表面缺陷进行检测,除可探知缺陷的存在,确定缺陷的位置外,还可探知缺陷附近的脉冲模式转换,进而可弄清缺陷的详细情况[9]。
例如,美国哈里・戴蒙实验室的一个研究小组利用这种实验系统对弹壳进行实验,检测出了小于弹壳临界尺寸一半的缺陷。
美国斯坦福大学、加拿大的Qeen’s大学和物理冶金研究室等均做过类似的工作[9]。
将L G AP与光探针相结合,能很容易地探测到亚表面的缺陷,实现高精度无损检测。
2.2 在高温有辐射等环境下对样品进行检测 激光超声的非接触式激发与接收,以及无损、非侵入性等特点,使得其特别适合于在恶劣的环境下(如高温、高压、高湿、有毒、酸、碱及检测环境或被测工件存在核辐射、强腐蚀性和化学反应等)对工件进行在线检测。
这一方面的应用研究较多,如:德国的Keck等[10]利用准分子激光作为超声波的激发源,利用Nd:YA G激光接收,在热轧无缝钢管(管长5.5m～12m,温度1230℃,延伸速度2m/s)生产线上成功地进行了管坯壁厚均匀性的在线检测;美国EG&G公司的M.H.O Brien 等[11]利用激光超声对核反应堆中的石墨特性进行了分析;可测范围在15mm～25mm;德国的M. Paul等[12]利用激光超声实现了对铝、陶瓷和钢在高温下(温度达1400℃)的材料特性测定。
2.3 对复合材料构件进行评估激光超声检验系统用激光束在复合材料中产生超声波并探测超声波。
在洛克希德・马丁公司的1000万美元的激光超声检验技术中心的检验系统中(见图1),有2个激光器,一个激光器通过热弹性膨胀的机理在复合材料中产生超声,在此过程,在构件表面之上10μm～100μm范围内激光能转变成热,温度的升高使材料产生局部膨胀。
如果激光器加热的速度快(10ns～100ns),膨胀将在超声频率范围内(1MHz～10MHz)进行,超声将垂直于表面进行传播而与激光的入射角无关。
图1 用激光超声检测系统对复合材料制造的F-22飞机气道进行检验的情况[13]这一特点的意义在于:激光束可以从与轴线成45度角入射而在形状复杂构件中产生超声,而传统的水浸系统,入射角必须保持在3度内才能产生超声。
在传统的脉冲回波(单侧)试验中,当换能器偏离表面的法线时,声音就不能回到换能器,使检验无效。
第2个激光器与生成激光器同轴,用来探测当声波回到构件表面上部时由于超声引起的振动。
这一激光器的光从复合材料表面散射出去,并用干涉仪萃取“加印”在激光上的超声信号进行分析。
这种超声信号是由于移动被探测表面引起的相位及频率调制而“加印”在激光上的。
虽然被测表面只移动几个纳米,超声仪就能测出这些微小的振动。
从探测激光器萃取的信号与用传统的超声系统的基本一样。
这就是说,任何一位取得认证的超声操作技术人员都能马上诠释激光超声检验系统的信号,正如诠释传统的脉冲回波系统的信号一样。
该系统能有效检测复合材料的许多层合板上有无缺陷存在。
对构件进行15第3期周益军等:激光超声检测技术及其工业应用前景扫描时,技术人员可用光学扫描器在复合材料表面对两个激光束进行标定。
激光束与构件的距离一般为1.8m 或1.8m 以上,可一次检测1.5m ×1.5m 的面积[13]。
2.4 非接触测量固体材料厚度在固体中激光超声的发生,起因于光波列与物质材料的相互作用,图2为激光超声的基本原理图。
激光器1将波长很短的高能量光脉冲辐射到被测材料上,由于光波列干涉在材料表面形成激波阵面,该阵面先改变材料表面激发出频率很高的超声,这种超声的最高频率可达几十兆赫。
在该系统中超声接收由激光器2和干涉仪完成。
激光器2是连续激光器,在整个检测期间,始终辐射到材料表面上。
当钢板中有超声波时,激光器2的反射光由于超声脉冲产生的表面振动而发生多普勒频移,产生频移的激光经F -P 干涉仪后变为强度的变化。
这样,钢板表面超声波脉冲的存在由通过F -P 干涉仪后的光脉冲来表征,并在示波器上显示出来。
示波器上显示的脉冲序列与钢板表面指数衰减的超声波脉冲序列相对应。
因此,脉冲之间的时间间隔为超声波脉冲在钢板两表面往返一次的时间。
所以待测钢板厚度d 为:d =v.Δt/2。
图2 基本原理图[14]其中v 为钢板中超声波的传播速度。
对不同材料,在不同条件下的超声波传播速度v 可以从材料手册中查出,Δt 为示波器上两脉冲之间的时间间隔[14]。
2.5 激光超声检测与纳米材料由于纳米材料的制备比较困难,制成的样品厚度一般在几十个微米到几百个微米之间,用传统的超声方法很难测到纳米材料的声学参量,而激光超声技术能提供灵活的声源,点接收(球面波近似)和大面积接收(平面波近似)两种限定情况下,可得到准确的声速和声衰减,在研究薄层固体上非常方便。
在激光超声应用于纳米材料的研究工作方面,国外报道极少。
1993年同济大学的钱梦马录[15]等首先将激光超声技术应用到对纳米材料的分析上。
得出了声速与制备纳米材料时的压力、温度的关系。
利用激光超声技术对纳米铜、ZrO2和Al2O3纳米陶瓷的声速及相应的杨氏模量进行测定。
3 工业应用前景激光超声检测技术20年来取得了许多令人瞩目的成就,而且已经出现广阔的工业应用前景。
以激光超声表面波为代表的用于微小缺陷检测的激光技术的研究,是目前国际学术界的一个研究热点,日益成为超声工程和无损检测领域的一个重要内容。
通过开发研制可以检测微米级微裂纹的非接触式的测量仪器,可以用于飞机的引擎、机翼和电站的主轴等主要零部件以及为核设施中的关键零部件的早期失效所产生的微裂纹的实时检测提供有效的检验手段。
这不仅可以避免恶性事故的发生,而且还可以避免对贵重零部件按设计寿命进行的不必要的更换,以达到延长使用寿命和预见使用寿命的目的。
作为实验仪器,不仅可以提供在微加工前对微结构进行检测的手段,提高加工成品的合格率,而且还可以用于微动疲劳的研究。