光学无损检测技术与应用

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1、光学无损检测技术及其应用2011.12.16目录一、无损检测技术概述二、光学无损检测技术、原理及方法三、基于光学无损检测技术的应用四、总结及展望一、无损检测技术概述无损检测NDT（Non-destructivetesting）利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或结构异常，最终了解和评价被检测对象的性质、状态、质量或内部结构的技术。无损检测方法分类检测原理无损检测声学方法检测电学方法检测射线检测磁学方法检测微波和介电方法检测光学方法检测热学方法检测渗透检测一、无损检测技术概述工程应用中，五大常规无损检测技术：涡流

2、检测（EddycurrentTesting，ET）磁粉检测（MagneticparticleTesting，MT）渗透检验（PenetrateTesting，PT）超声检测（UltrasonicTesting，UT）射线检测（RadiographicTesting，RT）内部缺陷检测表面开口缺陷检测表面缺陷检检测近表面缺陷检测已获工程应用的其他无损检测方法主要有：声发射检测、计算机层析成像检测、全息干涉/散斑干涉检测、泄漏检测、目视检测和红外检测等。一、无损检测技术概述无损检测技术现状及发展21世纪以来，伴随着科学技术特别是计算机技术、数字化与图像识别技术、人工神经网络

3、技术和机电一体化技术的大发展，无损检测技术获得了迅速发展。在航空航天、核技术、武器系统、电站设备、铁道与造船、石油与化工、建筑、冶金、机械制造等领域中都有广泛应用。目前，我国拥有17万无损检测人员和2000多家无损检测机构，在国民经济建设与设备安全监测中发挥着重要作用。一、无损检测技术概述自动无损检测和定量无损检测微观缺陷检测、在线检测、在役检测新原理、新方法、新技术的探索研究无损检测技术发展方向一、无损检测技术概述光学无损检测技术概述早期，与超声、射线、磁学等检测方法相比,利用光学特性进行无损检测的应用并不广泛。然而，伴随着计算机、图像处理和纤维光学等新技术的发展,光

4、学无损检测方法的实用性获得了一定的发展。激光技术的发展进一步推动了光学无损检测方法的发展，并在无损检测领域中取得了较大的成果。目前基于光学特性的无损检测方法主要有全息干涉法、散斑干涉法等。二、光学无损检测技术、原理及方法二、光学无损检测技术、原理及方法激光激光是采用人工方法产生的一种特殊的光。由于激光的突出特点而成为全息和散斑检测设备的光源。He-Ne激光器具方向性好（1mrad以下）、单色性好（线宽小于20Hz）、频率稳定性好（最高频率稳定度5×10-15，重复性3×10-14）、结构简单、寿命长、价格低廉等优点，是目前使用最为广泛的一种气体激光器。光的干涉：频率相同

5、、振动方向相同和位相差恒定的相干光的直接叠加。在相干光相遇的地方，它们相交区域内各点振动为每列波单独在该点振动的合成，因此光强有加强和减弱的情况。光的衍射：光束通过小孔、狭缝或物体的细微结构时，光绕过障碍物偏离直线传播路径而进入阴影区里的现象。二、光学无损检测技术、原理及方法全息干涉法（HolographicInterferometry）利用全息干涉法进行无损检测是在全息照相技术的基础上发展起来的一种干涉计量技术，即把被检测物体在两种不同状态下所显示的全息图进行比较，从而检测和计量物体表面和内部的缺陷。二、光学无损检测技术、原理及方法散斑干涉法（SpeckleInter

6、ferometry）散斑干涉法是指通过对比变形前后的散斑图的变化，从而高度精确地检测出物体表面各点的位移。散斑：具有漫反射性质的物体在激光照射下反射的光在空间相干叠加，形成随即分布的、或明或暗的斑点。散斑随物体的变形或运动而变化。全息照相全息照相是一种记录被照摄物体反射波全部信息(振幅和位相等)的新型摄影技术。全息照相原理于1948年首先由诺贝尔物理学奖获得者Gabor博士创立。全息照相主要应用于工业无损探伤、全息显微镜、全息摄影存储器、全息电影和电视等许多方面。利用全息照相技术拍摄的照片二、光学无损检测技术、原理及方法光学全息原理全息记录：采用照相的方法将物光与参考光

7、相干涉得到的干涉条纹记录下来，即全息图。全息再现：全息图具有光栅状结构，当用原参考光照射全息图时，全息图以光栅的形式产生衍射，其衍射光波与物体光波相似由此构成物体的再现像。物光参考光光源干涉图（全息图）二、光学无损检测技术、原理及方法加载在待检测物体不受损条件下，对物体施加一定载荷，物体内部缺陷对应的表面在外载荷作用下产生变形。.激光全息无损检测原理将不同受载情况下的物体表面状态用激光全息照相方法记录下来，进行比较和分析，从而评价被检物体的质量。激光全息照相利用激光全息照相方法观察和比较这种变形，并记录在不同外载荷作用下物体表面的变形情况