無(wú)損檢測(cè)在國(guó)民生產(chǎn)中的應(yīng)用和新技術(shù).docVIP

無(wú)損檢測(cè)在國(guó)民生產(chǎn)中的應(yīng)用和新技術(shù)無(wú)損檢測(cè)是什么？定義一：在不損傷構(gòu)件性能和完整性的前提下，檢測(cè)構(gòu)件金屬的某些物理性能和組織狀態(tài)，以及查明構(gòu)件金屬表面和內(nèi)部各種缺陷的技術(shù)。定義二：在不損傷被檢測(cè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的條件下，檢查構(gòu)件內(nèi)在或表面缺陷，檢測(cè)有關(guān)物理量的材料試驗(yàn)方法。無(wú)損檢測(cè)即NDT （Non-destructive testing），就是利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對(duì)象使用性能的前提下，檢測(cè)被檢對(duì)象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位置、性質(zhì)和數(shù)量等信息，進(jìn)而判定被檢對(duì)象所處技術(shù)狀態(tài)（如合格與否、剩余壽命等）的所有技術(shù)手段的總稱(chēng)。無(wú)損檢測(cè)是工業(yè)發(fā)展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展水平，其重要性已得到公認(rèn)。常用的無(wú)損檢測(cè)方法：射線(xiàn)照相檢驗(yàn)(RT)、超聲檢測(cè)(UT)、磁粉檢測(cè)(MT)和液體滲透檢測(cè)(PT) 四種。其他無(wú)損檢測(cè)方法：渦流檢測(cè)(ET)、聲發(fā)射檢測(cè)（ET）、熱像/紅外（TIR）、泄漏試驗(yàn)（LT）、交流場(chǎng)測(cè)量技術(shù)（ACFMT）、漏磁檢驗(yàn)（MFL)、遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試檢測(cè)方法（RFT)等。無(wú)損檢測(cè)有如此作用注定了在國(guó)民生產(chǎn)中占有重要的地位。射線(xiàn)照相法（RT），是指用射線(xiàn)穿透試件，以膠片作為記錄信息的器材的無(wú)損檢測(cè)方法，該方法是最基本的，應(yīng)用最廣泛的一種非破壞性檢驗(yàn)方法。射線(xiàn)照相檢驗(yàn)法的原理：射線(xiàn)能穿透肉眼無(wú)法穿透的物質(zhì)使膠片感光，當(dāng)X射線(xiàn)或r射線(xiàn)照射膠片時(shí)，與普通光線(xiàn)一樣，能使膠片乳劑層中的鹵化銀產(chǎn)生潛影，由于不同密度的物質(zhì)對(duì)射線(xiàn)的吸收系數(shù)不同，照射到膠片各處的射線(xiàn)能量也就會(huì)產(chǎn)生差異，便可根據(jù)暗室處理后的底片各處黑度差來(lái)判別缺陷。射線(xiàn)檢測(cè)的檢測(cè)結(jié)果有直接記錄，可以作為檔案資料長(zhǎng)期保存，檢測(cè)圖像直觀(guān)，對(duì)缺陷尺寸和性質(zhì)判斷比較容易。因此，射線(xiàn)探傷在化工。煉油、電站設(shè)備制造以及飛機(jī)、宇航、造船等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，還有射線(xiàn)檢測(cè)在復(fù)合材料的檢測(cè)中有著重要的作用（其中運(yùn)用了X射線(xiàn)照相法、X 射線(xiàn)實(shí)時(shí)成像法、射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層掃描法、射線(xiàn)斷層形貌成像法、康普頓散射法及中子照相法等）。對(duì)控制和提高產(chǎn)品的制造質(zhì)量起了積極的作用。滲透檢測(cè)（PT）基本原理：零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透劑后，在毛細(xì)管作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，滲透液可以滲透進(jìn)表面開(kāi)口缺陷中；經(jīng)去除零件表面多余的滲透液后，再在零件表面施涂顯像劑，同樣，在毛細(xì)管的作用下，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液，滲透液回滲到顯像劑中，在一定的光源下（紫外線(xiàn)光或白光），缺陷處的滲透液痕跡被現(xiàn)實(shí)，（黃綠色熒光或鮮艷紅色），從而探測(cè)出缺陷的形貌及分布狀態(tài)?，F(xiàn)代工業(yè)探傷應(yīng)用中液體的滲透探傷分兩大類(lèi)，即熒光滲透和著色滲透探傷。滲透檢驗(yàn)已被廣泛地應(yīng)用于航空工業(yè)、核工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)和石油化工工業(yè)等領(lǐng)域 ,為原材料檢驗(yàn)、加工制造檢驗(yàn)和在役設(shè)備檢驗(yàn)提供了一種有效的檢測(cè)表面缺陷的方法。磁粉檢測(cè)（MT）原理：鐵磁性材料和工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁力線(xiàn)發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見(jiàn)的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀和大小。適用于檢測(cè)鐵磁性材料工件表面和近表面尺寸很小，間隙極窄的裂紋和目視難以看出的缺陷、檢測(cè)馬氏體不銹鋼和沉銹鋼材料，不適用于檢測(cè)奧氏體不銹鋼材料、檢測(cè)未加工的原材料（如綱坯）和加工的半成品、成品件及在役與使用過(guò)的工件、適用于檢測(cè)管材棒材板材形材和鍛鋼件鑄鋼件及焊接件、使用于檢測(cè)工件表面和陷，淀硬化不但不適用于檢測(cè)工件表面淺而寬的缺陷、埋藏較深的內(nèi)部缺陷和延伸方向與磁力線(xiàn)方向夾角小于度的缺陷磁粉探傷主要分為普通磁粉探傷和熒光磁粉探傷兩種。在國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用于藥理容器及鍋爐制造、化工、電力、造船、航空部門(mén)的重要零部件的表面質(zhì)量檢驗(yàn)。如：船舶業(yè)的磁粉探傷主要應(yīng)用于船用鑄鍛件的大型部件，如舵葉、舵鈕等上的重要部位。渦流檢測(cè)（ET） 英文名稱(chēng)是：Eddy Current Testing，工業(yè)上無(wú)損檢測(cè)的方法之一。給一個(gè)線(xiàn)圈通入交流電，在一定條件下通過(guò)的電流是不變的。如果把線(xiàn)圈靠近被測(cè)工件，像船在水中那樣，工件內(nèi)會(huì)感應(yīng)出渦流，受渦流影響，線(xiàn)圈電流會(huì)發(fā)生變化。由于渦流的大小隨工件內(nèi)有沒(méi)有缺陷而不同，所以線(xiàn)圈電流變化的大小能反映有無(wú)缺陷 渦流檢測(cè)是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)之上的一種無(wú)損檢測(cè)方法，它適用于導(dǎo)電材料。如果我們把一塊導(dǎo)體置于交變磁場(chǎng)之中,在導(dǎo)體中就有感應(yīng)電流存在，即產(chǎn)生渦流。由于導(dǎo)體自身各種因素（如電導(dǎo)率，磁導(dǎo)率，形狀，尺寸和缺陷等）的變化，會(huì)導(dǎo)致感應(yīng)電流的變化，利用這種現(xiàn)象而判知導(dǎo)體性質(zhì)，狀態(tài)的檢測(cè)方法叫做渦流檢測(cè)方法。由于渦流檢測(cè)具有超聲波檢測(cè)、磁粉檢測(cè)等其他檢測(cè)都不擁有的特點(diǎn)，與之互相補(bǔ)充，成為五大無(wú)損檢測(cè)之一。近表面的缺超聲波檢測(cè)（UT）是一種重要的無(wú)損檢測(cè)技術(shù), 由于它的穿透能力強(qiáng)、對(duì)人體無(wú)害, 已較廣泛應(yīng)用于工業(yè)及高技術(shù)產(chǎn)業(yè)中。近期召開(kāi)的國(guó)際與全國(guó)性無(wú)損檢測(cè)學(xué)術(shù)會(huì)議上, 超聲檢測(cè)方面(含聲發(fā)射) 的論文數(shù)量都幾乎占到總數(shù)的一半, 成為學(xué)術(shù)研究的活躍分支。十余年來(lái)推動(dòng)超聲檢測(cè)發(fā)展的主要因素是 工業(yè)生產(chǎn)中的質(zhì)量意識(shí)不斷提高以及在役設(shè)備壽命預(yù)測(cè)技術(shù)的要求。 諸如復(fù)合材料和精細(xì)陶瓷等新材料的應(yīng)用, 使傳統(tǒng)的超聲檢測(cè)方法遇到障礙, 促使人們探索采用若干特殊的超聲檢測(cè)途徑。 微機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)帶動(dòng)了傳統(tǒng)超聲檢測(cè)技術(shù)水平的提高, 使其獲得的結(jié)果更直觀(guān)可靠, 還能方便地以二維或三維形式成象。 現(xiàn)代信息科學(xué)為超聲檢測(cè)的發(fā)展注入了新的活力, 由此可對(duì)一些復(fù)雜的檢測(cè)信號(hào)與過(guò)程作出迅速有效的提取與解讀。 特殊的構(gòu)件對(duì)超聲檢測(cè)提出了非接觸的要求,促使超聲檢測(cè)從換能方法上有了新的突破。目前在若干領(lǐng)域超聲檢測(cè)開(kāi)始向超聲無(wú)損評(píng)價(jià)發(fā)展, 使得超聲檢測(cè)內(nèi)容有了新的內(nèi)涵。從超聲檢測(cè)新技術(shù)的應(yīng)用面來(lái)看, 它包含了許多內(nèi)容, 如超聲波應(yīng)力與殘余應(yīng)力測(cè)量技術(shù)、超聲顯微鏡技術(shù)及超聲層析成象技術(shù)等。超聲波工作的原理：主要是基于超聲波在試件中的傳播特性。a.聲源產(chǎn)生超聲波，采用一定的方式使超聲波進(jìn)入試件；b.超聲波在試件中傳播并與試件材料以及其中的缺陷相互作用，使其傳播方向或特征被改變；c.改變后的超聲波通過(guò)檢測(cè)設(shè)備被接收，并可對(duì)其進(jìn)行處理和分析；d.根據(jù)接收的超聲波的特征，評(píng)估試件本身及其內(nèi)部是否存在缺陷及缺陷的特性。超聲波檢測(cè)的應(yīng)用實(shí)例有：屏幕鑄鐵超聲波檢測(cè)、鋼殼和模具的超聲波檢測(cè)、小型藥理容器殼體超聲波檢測(cè)、復(fù)合材料檢測(cè)（包括脈沖反射法、脈沖穿透法和共振法）、各類(lèi)結(jié)構(gòu)件焊縫的超聲波檢測(cè)和各類(lèi)非金屬材料探傷。超聲波檢測(cè)適用于金屬、非金屬和復(fù)合材料等多種制件的無(wú)損檢測(cè)，穿透能力強(qiáng)，可對(duì)較大厚度范圍內(nèi)的試件內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)。如對(duì)金屬材料，可檢測(cè)厚度為12mm的薄壁管材和板材，也可檢測(cè)幾米長(zhǎng)的鋼鍛件，缺陷定位較準(zhǔn)確，對(duì)面積型缺陷的檢出率較高，靈敏度高，可檢測(cè)試件內(nèi)部尺寸很小的缺陷，檢測(cè)成本低、速度快，設(shè)備輕便，對(duì)人體及環(huán)境無(wú)害，現(xiàn)場(chǎng)使用較方便。鑒于超聲波檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，故在國(guó)民生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，對(duì)生產(chǎn)起到重要的作用。超聲波成功的應(yīng)用實(shí)例：1、英國(guó)新科學(xué)家周刊8月20日一期報(bào)導(dǎo)，美國(guó)俄亥俄州阿克倫大學(xué)的科學(xué)家用超聲波“照射”水中的有機(jī)污染物，污染物幾分鐘即分解。這些污染物包括油漆、溶劑、染料、墨水及殺蟲(chóng)劑中常見(jiàn)的含氯有機(jī)物。這種治污法比使用中間反應(yīng)物的常規(guī)方法花錢(qián)少、徹底2、日本讀賣(mài)新聞二月27日?qǐng)?bào)道，日本巖手醫(yī)科大學(xué)26日宣布已研究出利用血液流動(dòng)的聲音檢查腦血管堵塞等，成為腦血栓癥狀的“聲音診斷法”以早期發(fā)現(xiàn)腦血栓。診斷裝置是由傳感器、放大器和過(guò)濾器等構(gòu)成。被診斷者躺在床上，把傳感器放在額部，五分鐘之后就可診斷出結(jié)果。對(duì)49名腦部有血管障礙的人和34名沒(méi)有血管障礙的人進(jìn)行了檢查，結(jié)果，有血管障礙的人準(zhǔn)確率達(dá)83.7%，沒(méi)有障礙的人準(zhǔn)確率達(dá)94.1%。3、便攜式鐵軌檢測(cè)儀：日本鐵道公司研制的便攜式軌道檢測(cè)裝置檢查軌道接縫處焊接是否出現(xiàn)異常情況，在2-5兆赫超聲波探傷儀上安裝了計(jì)算機(jī)、接口和位置檢測(cè)儀，無(wú)需象以前使用的便攜式檢測(cè)儀那樣計(jì)算超聲波的入射位置，使用起來(lái)非常簡(jiǎn)便。其機(jī)理是：當(dāng)軌道異常時(shí)就會(huì)在斷面和平面兩種畫(huà)面上按照事先設(shè)定的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)用三層顏色表示出來(lái)。因此即使操作人員不具備熟練地預(yù)先設(shè)定靈敏度和探傷方法的技術(shù)也可直接檢測(cè)接縫處有無(wú)異常。此外，它可通過(guò)計(jì)算機(jī)卡將信息傳送到計(jì)算機(jī)主機(jī)上，還可進(jìn)行檔案管理。無(wú)損檢測(cè)是現(xiàn)代工業(yè)許多領(lǐng)域中保證產(chǎn)品質(zhì)量與性能、穩(wěn)定生產(chǎn)工藝的重要手段。當(dāng)今世界各發(fā)達(dá)國(guó)家都越來(lái)越重視無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)中的作用, 日本制定的21 世紀(jì)優(yōu)先發(fā)展四大技術(shù)領(lǐng)域之一的設(shè)備延壽技術(shù)中, 把無(wú)損檢測(cè)放在十分重要的位置。各國(guó)對(duì)于無(wú)損檢測(cè)的新技術(shù)發(fā)展也越來(lái)越重視。本文從前人研究背景出發(fā), 對(duì)超聲導(dǎo)波技術(shù)、聲發(fā)射新技術(shù)、新型非接觸超聲換能方法及超聲信息處理與模式識(shí)別等四方面的研究新進(jìn)展作一綜述, 對(duì)它們的特點(diǎn)、適用性及發(fā)展方向進(jìn)行討論。1、超聲導(dǎo)波技術(shù)常規(guī)的主動(dòng)式超聲無(wú)損檢測(cè)中, 假設(shè)聲傳播介質(zhì)足夠大(與波長(zhǎng)相比) , 人們利用超聲反射及散射等現(xiàn)象對(duì)材料與構(gòu)件進(jìn)行質(zhì)量或特性的檢測(cè), 并盡可能避免導(dǎo)波的出現(xiàn), 這是因?yàn)閷?dǎo)波的波型復(fù)雜, 且有頻散現(xiàn)象。近年來(lái), 各國(guó)科學(xué)家投入了較大的熱情研究用超聲導(dǎo)波進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的途徑, 這有兩方面原因, 即 纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料的損傷與缺陷較難用超聲反射方法探測(cè)到, 導(dǎo)波有望成為單面檢測(cè)這類(lèi)材料與構(gòu)件的良好手段。 用常規(guī)超聲掃查方式檢測(cè)大型結(jié)構(gòu)件相當(dāng)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力, 導(dǎo)波則為一種快速有效的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。早些時(shí)候, 人們仿照超聲反射方法觀(guān)察超聲導(dǎo)波在板(或近似板結(jié)構(gòu))、棒或管狀結(jié)構(gòu)中的反射形態(tài), 試圖從缺陷或組織變異體的導(dǎo)波反射幅度來(lái)判斷構(gòu)件內(nèi)部狀況, 但由于超聲導(dǎo)波在傳播體不同部位的能量相差較大以及模式轉(zhuǎn)換等復(fù)雜因素, 使得該方式至今尚未得到工業(yè)界普遍接受。近期的研究表明, 以前盡可能避免的頻散現(xiàn)象恰恰可以作為超聲導(dǎo)波檢測(cè)的重要參數(shù), 超聲導(dǎo)波的頻散曲線(xiàn)對(duì)分層和脫膠等嚴(yán)重危害復(fù)合材料的現(xiàn)象較靈敏, 利用若干模式超聲導(dǎo)波頻散曲線(xiàn)可判斷被測(cè)物體的內(nèi)部狀況。另一方面, 分層或弱膠將使超聲波在固體聲腔中傳播的邊界條件改變, 造成其各頻率分量的變化,因此超聲波在波導(dǎo)中傳播一定距離后的頻譜及其變化也成為評(píng)價(jià)被測(cè)體的一個(gè)參量。采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則可準(zhǔn)確有效地對(duì)復(fù)雜的頻散曲線(xiàn)及頻譜曲線(xiàn)進(jìn)行反演, 即由獲得的超聲參量推算出被測(cè)體的各種狀況。目前, 人們已開(kāi)始用超聲導(dǎo)波對(duì)大型固體、液體火箭殼體及若干航空結(jié)構(gòu)件進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)與評(píng)價(jià),其特點(diǎn)是快速有效(較之常規(guī)的超聲檢測(cè))。管狀結(jié)構(gòu)是超聲導(dǎo)波可發(fā)揮其特長(zhǎng)的又一對(duì)象, 用該技術(shù)可對(duì)各種管道進(jìn)行長(zhǎng)距離一次性檢測(cè), 國(guó)外已成功地用超聲導(dǎo)波對(duì)核工業(yè)、電力與石化等行業(yè)的管道進(jìn)行檢測(cè)。2、聲發(fā)射新技術(shù) 與采用超聲探頭發(fā)射超聲波的主動(dòng)檢測(cè)不同,聲發(fā)射技術(shù)是一種被動(dòng)式檢測(cè)技術(shù), 其超聲波(或聲波) 是材料或構(gòu)件受外力或內(nèi)力等作時(shí)自發(fā)的。早在60 70 年代, 聲發(fā)射技術(shù)就進(jìn)入了應(yīng)用階段, 主要領(lǐng)域是泄漏的監(jiān)測(cè)與定位、材料與構(gòu)件中裂縫擴(kuò)展的監(jiān)測(cè)與分析機(jī)構(gòu)件在役條件下失效的報(bào)警等。在關(guān)鍵的航天與國(guó)防工業(yè)中, 聲發(fā)射技術(shù)至今仍用于導(dǎo)彈殼體與潛艇的水壓試驗(yàn), 以此對(duì)構(gòu)件的安全性能與失效行為進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)。顯然, 常規(guī)的聲發(fā)射技術(shù)在一定程度上尚不能完全被稱(chēng)之為無(wú)損檢測(cè)技術(shù), 若干試驗(yàn)條件下材料與構(gòu)件可能由于不可忽視的損傷產(chǎn)生聲發(fā)射。近期人們將注意力集中于用聲發(fā)射無(wú)損評(píng)價(jià)材料與構(gòu)件的完整性, 或預(yù)測(cè)構(gòu)件的強(qiáng)度與爆破壓力。當(dāng)產(chǎn)品的形狀與結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí), 工業(yè)生產(chǎn)流水線(xiàn)上較普遍歡迎采用聲發(fā)射技術(shù)對(duì)構(gòu)件作快速無(wú)損評(píng)價(jià),這里僅需將構(gòu)件(或零件) 設(shè)置在較低的應(yīng)力與溫度運(yùn)行環(huán)境下(相對(duì)構(gòu)件正常使用時(shí)) , 用聲發(fā)射信號(hào)動(dòng)態(tài)識(shí)別構(gòu)件是否有危害性缺陷(即使是十分微小的缺陷) 和整體上的不匹配。其依據(jù)是構(gòu)件中不易用其它方法探測(cè)到的小缺陷在低的應(yīng)力條件下也會(huì)產(chǎn)生一定的聲發(fā)射信號(hào)。至今, 人們?cè)u(píng)價(jià)壓力容器整體性能的常規(guī)做法是, 在實(shí)驗(yàn)室條件下給其加壓至接近實(shí)際使用壓力(或更高) , 考驗(yàn)其是否出現(xiàn)異常情況, 這時(shí)對(duì)壓力容器來(lái)說(shuō)可能已產(chǎn)生了某種損害, 工業(yè)設(shè)計(jì)部門(mén)及用戶(hù)對(duì)此試驗(yàn)方法一直持保留態(tài)度。根據(jù)這一情況, 美國(guó)科學(xué)家首先提出了以觀(guān)測(cè)壓力容器在遠(yuǎn)低于實(shí)際使用壓力條件下的聲發(fā)射信號(hào)來(lái)預(yù)測(cè)該容器的爆破壓力與強(qiáng)度。由于壓力容器, 尤其是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料壓力容器爆破壓力和強(qiáng)度與低壓力狀態(tài)下聲發(fā)射信號(hào)關(guān)系復(fù)雜, 目前還只能通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)積累眾多的數(shù)據(jù), 以達(dá)到準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的目的。最近, 一種采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的聲發(fā)射爆破壓力與強(qiáng)度預(yù)測(cè)技術(shù)已被用來(lái)評(píng)估復(fù)合材料固體火箭殼體的性能, 其爆破壓力與強(qiáng)度預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性達(dá)到5%。3、 新型非接觸超聲換能方法 傳統(tǒng)的超聲檢測(cè)均采用接觸式換能方法, 即在超聲探頭與被檢材料或構(gòu)件間用諸如油脂或水等聲耦合介質(zhì)使超聲波的大部分能量傳入被檢工件。無(wú)論使用何種耦合介質(zhì), 在檢測(cè)工作結(jié)束后都應(yīng)該將其清除, 殘留的耦合介質(zhì)有時(shí)會(huì)造成工件的質(zhì)量問(wèn)題。另外, 在高溫或高速生產(chǎn)的流水線(xiàn)上, 一般的超聲探頭無(wú)法穩(wěn)定地耦合到被檢工件上, 由此科研人員萌發(fā)了發(fā)展非接觸超聲換能新方法的念頭。目前已有的非接觸超聲換能方法主要有電磁聲方法、靜電耦合方法、空氣耦合及激光超聲方法。其中前兩種方法的換能器與被檢對(duì)象的表面距離較近, 被用于某些較特殊的工業(yè)與實(shí)驗(yàn)室環(huán)境; 后兩種方法的換能器件可與被檢對(duì)象保持較長(zhǎng)距離, 因而具有較好的發(fā)展前途。所謂的空氣耦合是一種直接用空氣作為耦合介質(zhì)的方法。由于固體與空氣的聲阻抗相差有五個(gè)數(shù)量級(jí), 在固2氣界面上必然有極大的能量損耗, 因此,這時(shí)的高頻空氣超聲換能器(相對(duì)幾十千赫的普通空氣換能器) 不僅要求發(fā)射功率大, 且必須有良好的電氣與聲匹配。由于該方法的能量損失太大, 目前的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域尚不廣。俄羅斯等國(guó)近期已將該技術(shù)用于特殊航天構(gòu)件, 尤其是非金屬?gòu)?fù)合材料構(gòu)件的非接觸無(wú)損檢測(cè)與評(píng)價(jià), 對(duì)保障其航天軍事科技的領(lǐng)先地位起到了積極的作用。激光超聲則是各國(guó)科學(xué)家寄予極大期望的新型超聲換能方法, 該方法利用脈沖激光產(chǎn)生窄脈沖超聲信號(hào), 再用光干涉方法檢測(cè)超聲波, 它具有時(shí)間與空間上的高分辨力, 且光學(xué)上的聚焦可使檢測(cè)點(diǎn)很小。在經(jīng)歷了前一時(shí)期理論探索后, 目前該領(lǐng)域的研究大多開(kāi)始轉(zhuǎn)向?qū)嵱没?。該技術(shù)不僅適用于高溫和快速運(yùn)動(dòng)等需非接觸檢測(cè)的工件, 而且可對(duì)形狀結(jié)構(gòu)較復(fù)雜或尺寸較小(對(duì)常規(guī)的超聲探頭無(wú)穩(wěn)定耦合面) 的工件進(jìn)行無(wú)損評(píng)價(jià), 如金剛石構(gòu)件、人工晶體及薄膜材料等。目前, 激光超聲的不足是檢測(cè)系統(tǒng)龐大以及檢測(cè)環(huán)境要求較高(要隔振等) , 若能突破這些技術(shù)問(wèn)題, 該方法將大有前途。4 、超聲檢測(cè)中的數(shù)字信號(hào)處理與模式識(shí)別由于材料與構(gòu)件超聲檢測(cè)使用的頻率一般為數(shù)兆赫或更高, 對(duì)其射頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處理時(shí)的電子元件性能要求較高, 因此現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在超聲檢測(cè)中的應(yīng)用一直到80 年代初才開(kāi)始, 目前工業(yè)實(shí)用性產(chǎn)品仍不多。近十年來(lái), 隨著電子產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步, 各種現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理與模式識(shí)別技術(shù)大量引入超聲檢測(cè)研究, 使得若干以往很難解決, 或只是理論上可以解決的問(wèn)題可望得到切實(shí)解決。定量化是數(shù)字信號(hào)處理與模式識(shí)別用于超聲檢測(cè)的主要目的之一。到目前為止, 工業(yè)用超聲無(wú)損檢測(cè)大多還停留在了解材料與構(gòu)件內(nèi)是否有缺陷, 或憑經(jīng)驗(yàn)大致判斷缺陷的大小與位置。近期的理論與實(shí)驗(yàn)研究表明, 采用多參量的超聲數(shù)字信號(hào)處理與模式識(shí)別技術(shù)可給出檢測(cè)的量化結(jié)果, 如缺陷的大小、位置、形狀或性質(zhì)(是空穴或夾雜等)。與斷裂力學(xué)知識(shí)相結(jié)合, 現(xiàn)代超聲檢測(cè)還可望進(jìn)一步對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度與剩余壽命進(jìn)行評(píng)估, 這方面的成果已開(kāi)始在發(fā)達(dá)國(guó)家的電力行業(yè)初步應(yīng)用。數(shù)字信號(hào)處理與模式識(shí)別用于超聲檢測(cè)的另一個(gè)主要目的是分離與識(shí)別一些復(fù)雜的檢測(cè)信號(hào)。如粗晶奧氏體鋼的超聲探傷由于信噪比很低, 使得各國(guó)學(xué)者不斷探索新的解決途徑, 近期, 將現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于超聲檢測(cè), 人們已能較穩(wěn)定地探測(cè)出各類(lèi)奧氏體鋼構(gòu)件的缺陷。類(lèi)似的例子還有纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、混凝土及巖石等的超聲無(wú)損檢測(cè)。新型的信號(hào)分離與識(shí)別技術(shù)使得超聲檢測(cè)較好地適應(yīng)了新材料及其它工業(yè)技術(shù)發(fā)展的需求, 電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展及其成本的大幅度降低, 又加快了采用現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理與模式識(shí)別技術(shù)的超聲檢測(cè)儀器的工業(yè)應(yīng)用步伐。工業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)技術(shù)，工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展離不開(kāi)新技術(shù)，本文簡(jiǎn)單介紹了無(wú)損檢測(cè)的內(nèi)容、在國(guó)民生產(chǎn)中的應(yīng)用和四種新的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，要發(fā)展首先要知道我們需要什么，根據(jù)我們的需要不斷的改進(jìn)技術(shù)、創(chuàng)新技術(shù)，本文收集的幾個(gè)新技術(shù)都是各國(guó)學(xué)者根據(jù)生產(chǎn)的需要?jiǎng)?chuàng)新出來(lái)的，相信必定會(huì)對(duì)各領(lǐng)域的發(fā)展起著積極的推動(dòng)作用。參考文獻(xiàn)1王耀俊等. 層狀復(fù)合材料媒質(zhì)中的L amb 波. 物理學(xué)進(jìn)展, 1996, 16 (4) : 363- 3762劉鎮(zhèn)清. 超聲無(wú)損檢測(cè)中的導(dǎo)波技術(shù). 無(wú)損檢測(cè), 1999, 21(8) : 367- 3693 Kundu T et al. 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