激光超声无损检测 激光超声是一种利用激光激发材料内部产生超声波，并通过激光探测这些超声波来评估材料特性的方法。相比传统的超声检测，激光超声具有非接触、适用于复杂表面、精度高等优点。这使得它在航空航天等精密制造领域具有广泛的应用价值。 激光超声的工作原理
激光超声的原理其实并不复杂，它主要分为三个步骤：
1、激发过程：使用激光照射材料表面，瞬间使局部区域受热膨胀，形成应力波。这种应力波会以超声波的形式传播到材料内部。
2、超声传播:当超声波在材料内部传播时，遇到材料中的界面、缺陷或其他不均匀性时会发生反射。
3、探测过程：使用检测激光照射材料表面，通过记录表面微小的振动来还原超声波的传播信息。
通过分析这些反射波的特性，我们可以判断材料的内部结构是否存在缺陷，比如裂纹、气孔、分层等。
激光超声的优势
1、非接触式检测：传统的超声波检测需要使用耦合剂并紧贴探头，而激光超声则通过激光的形式实现完全的非接触式检测，特别适合检测复杂形状和高温条件下的材料。
2、高灵敏度：激光超声可以实现皮米级的表面振动探测，具有极高的灵敏度，能捕捉到材料中的微小缺陷。
3、适用于多种材料：无论是金属材料、复合材料还是陶瓷，激光超声都可以有效应用于检测，并提供精确的结果。
激光超声无损检测案例
近期，我们针对航空航天级高温合金和复合材料进行激光超声无损检测。以下通过三个案例来展示设备性能。
案例一
为测试设备对复杂工况下激光超声信号的探测能力，我们选取不同厚度的碳纤维复合材料、镍钨合金、铜钨合金及铝合金作为测试对象。图1~图6为实验结果。新型激光测振仪能够克服粗糙表面的干扰，清晰地捕捉到在材料内部传播的体波信号，且多次回波信号明显，这对于材料内部缺陷的检测尤为关键。
图1 2mm厚碳纤维复合板 （a）实物图；（b）体波信号
图2 4mm碳纤维复合板 （a）实物图；（b）体波信号
图3 8mm厚碳纤维复合板 （a）实物图；（b）体波信号
图4 12mm镍钨合金 （a）实物图；（b）体波信号
图5 12mm铜钨合金 （a）实物图；（b）体波信号
图6 12mm铝合金 （a）实物图；(b) 体波信号
案例二
检测对象为3mm厚航空级碳纤维板，内部预埋了半径12mm的缺陷。图7（a）为待测样品实物图，表面较为粗糙。图7（b）为激光超声信号，有无缺陷区域信号差异明显，且有多次回波。图7（c）为激光超声C扫描成像结果，缺陷轮廓清晰可见。图7（d）为底面凸起的形貌。
图7 激光超声检测结果
案例三
检测对象为航空级碳纤维复合板，厚度10mm，内部预埋了脱粘缺陷，表面非常粗糙，图8为实验样品图。
图8 实验样品
图9（a）和图9（b）分别为不同深度的检测结果，缺陷清晰可见
本次测试所使用的激光测振仪为我们近期研发的新型测振仪（图10），型号PLV-1550-HP，相较于上一代设备，性能更高、体积更小、外观更美化，同时增加了调焦模块，可适应不同距离的测量。
图10 新型激光测振仪
总 结
激光超声检测技术作为一种先进的无损检测手段，展现出优越的性能和广泛的应用前景。华秦光声研发的新一代激光测振仪。较上一代产品，性能更高、体积更小、外观更美化，同时我们还增加了调焦模块，可适应不同距离的测量。
在本次实验中，我们针对不同厚度的碳纤维复合材料、镍钨合金、铜钨合金及铝合金进行检测。结果表明激光超声技术能够有效识别内部缺陷，且对不同粗糙度，不同厚度的复合材料都有良好的探测能力。这不仅提升了材料检测的准确性，也为实际应用提供了可靠的数据支持。
