基于电子技术的无损检测技术的应用

李彩红

（南京技师学院，江苏 南京 210000）

引言

无损检测方法众多，一般会将其分成常规与非常规两种无损检测方法，前者包含渗透、磁粉、射线、超声、目视等检测方法，后者则包含声发射、涡流、导波等检测方法[1]。由于涉及技术种类众多，下文重点针对超声检测技术、激光检测技术等几种常用的无损检测技术方法展开分析[2]。

1 超声检测技术

1.1 声发射技术

作为目前较为新颖的被动式超声检测技术，主要是对待测对象因受外力或内力作用下发出的超声波进行接收与分析，从而判断出待测对象结构的完整性。这项技术能实现对待测对象整体结构缺陷状态的探测及评价，而且能够给出缺陷与时间、温度、载荷等因素之间的变化关系。当然，鉴于声发射检测对待测对象非常敏感，所以极易遭受机电噪音影响，并且通常要有匹配的加载程序。所以，该项技术目前基本用在构件或材料的泄漏检测、裂缝检测等方面[3]。

1.2 非接触超声换能技术

该项技术在实践应用中较为常见，主要技术种类有电磁超声检测、静电耦合检测等等。但是，许多非接触超声换能检测技术的局限性较为明显，容易受到环境、空间、静电等因素的直接影响。当然，该方法对许多非接触类产品的检测有着良好的适用性。由如图1所示超声无损检测技术原理图可知，超声波能在介质中良好传播，同时具有反射强、传播量大、穿透力强等优势，在目前的无损检测技术中应用广泛。一般在对焊缝、轧制件、有色金属、钢铁产品的检测中，均会用到超声无损检测技术，实践中会采取手动或自动化检测方式，保证检测精确度。

1.3 超声相控阵技术

随着电子技术的高速发展，超声相控阵技术也逐渐走向成熟，在许多检测工作中得到良好应用。该检测技术主要用到形状各异的多阵元换能器生成超声波波束且进行接收，技术人员通过对换能器阵列的各阵元发生或脉冲接受时间延迟进行控制，使得声波在达到待测对象内部时出现一定变化，改变某点的相位关系，进而改变聚焦点与声束方向，最后通过扫描生成检测图像，便能直接判断待测产品有无缺陷。可见，超声相控阵技术具有全方位、多角度、快速等优势，可适用于管材等类型产品的检测中，并且有着广阔的应用前景。

2 激光检测技术

2.1 激光超声技术

该项技术起步于20世纪70年代，借助Q开关脉冲激光器所发出的激光束照射待测对象而激发出超声波，随后用干涉仪直观显像超声波的干涉条纹。相较于传统的超声无损检测技术，激光超声的优势更加明显，在一定距离外均可做到不接触待测对象的无损检测，同时对焦难度更低、扫描与成像速度更快，并且可应用超短激光脉冲获得更高的时间分辨率与超短声脉冲，进而完成对宽带的无损检测。现阶段，尽管该项无损检测技术的成本投入偏高、安全性有待提升，但是在高温条件环境下或是针对放射性物品的检测中，有着良好应用效果，并且目前国外已有将激光超声无损检测技术用在化学气相沉淀检测等领域，可以预见其应用前景十分广阔。

2.2 激光全息技术

该项无损检测技术应用时间较早且有着广泛的应用范围，主要应用为全息干涉计量。通过对待测对象实施外部荷载（比如热加载、机械加载、流体压力加载等），促使待测对象表面出现微小形变，随后根据对缺陷部位的形变量进行检测，对比形变前后的全息图像，比较两者间的光波形状，根据干涉条纹判断待测对象内部结构或材料是否存有缺陷。从实践效果来看，激光全息无损检测技术有着检测结果易保存、无需耦合剂、对待测对象状态无特殊要求、灵敏度高等一系列优点，而且许多常规无损检测手段难以解决的问题，均能采用该项技术解决。当然，该项无损检测技术对外部环境要求较高，比如加载条件、防震性、避光性等等，所以一般在军工用品生产中应用较多，比如对飞机轮胎的质量检测、印刷电路板焊接头的虚焊检测等领域。

2.3 激光散斑技术

该项技术归根到底是一种由激光散斑形成的全新光学测量方法，有着良好的应用前景。如图2所示，激光散斑无损检测技术的工作原理是对待测对象实施加载，对比前后形成的激光散斑图中的光波形状，根据干涉条纹的表现去判断是否存在缺陷。目前，激光散斑无损检测技术在不断发展完善后，已无需防震台且受外界影响较小，并且具备激光全息无损检测技术相同的检测精度高、无需接触、检测范围广等优势，所以在复合材料检测、飞机机身部件现场检测等领域应用较为常见。而基于电子技术下的激光散斑技术，能够利用CCD摄像机输出干涉图像信号，不但能够直接在显示屏上看到干涉图形，而且简化了显影、定影等程序，大幅提高了检测工作效率。

3 其他检测技术

除了上述的超声无损检测和激光无损检测技术以外，还有许多其他常见的无损检测技术。

3.1 射线无损检测技术

该项技术的工作原理主要依托于射线在介质中的传播逐渐衰减原理，当射线通过待测对象时，会因为待测产品质量的表现而出现不一样的射线特点。倘若待测产品存在一定缺陷，那么透过的射线会出现不均匀的情况。因此，技术人员可通过根据射线无损检测技术应用中表现出的射线均匀度，判定待测产品质量是否存在缺陷，通常该项技术会用在大型机械设备的质量检测工作中。

3.2 渗透无损检测技术

该项技术应用中需要将待测产品完全进入到渗透液体中，倘若产品内部存在质量缺陷，那么液体会渗透至产品内部，进而根据产品内部残留的渗透液进行缺陷判断。一般来讲，渗透检测技术能够让待测产品缺陷尺寸、对比度放大，从而便于技术人员观测。因此，该项技术主要适用于焊接、陶瓷透明等纯色产品的质量检测领域。

3.3 红外线无损检测技术

该项技术主要借助红外线扫描对待测产品进行检测，观察与分析形成的红外赋能，能够将待测产品转化为直观的温度场，然后技术人员则可根据温度场表现去判断产品是否存在质量缺陷。倘若温度场表面分布不均匀，意味着产品有缺陷存在。由于红外线无损检测技术有着独特属性，所以基本会用在电力设备、化工设备等产品的检测领域。

4 结语

随着我国工业化进程快速推进以及科学技术的高速发展，对产品质量的检测已成为了各行业关注的焦点。而基于电子技术的无损检测技术在航天、工业、建筑、煤炭等行业有着广泛应用，能在保证检测对象完整性的基础上精准检测产品内部结构，从而发现质量问题。文章重点介绍了超声检测技术、激光检测技术以及其他如射线、渗透、红外线等检测技术，在实际检测中需结合待检测产品的特性，合理优选无损检测技术，保证检测效率及质量，从而实现提高企业效益与推动检测行业发展的目标。