Page 13 - 2024中国无损检测年度报告
P. 13
矢量和磁场的比较对远场检测现象进行深入剖析， 异质薄膜涂层厚度评价和缺陷检测，常规超声检
并基于连续小波变换得到了检测信号的时频谱， 测方法由于表面效应难以进行有效检测。为此，
探究了近场和远场检测信号的特征。同时，搭建 团队提出和开发了基于光栅激光超声的新型涂层
了试验系统，对多层异质金属构件的层间缺陷以 厚度和脱黏缺陷检测方法和技术。基于异质薄膜
及亚表面缺陷进行了成像、特征提取与信号特征 涂层结构涂层厚度与表面波频散特性，建立了基
融合。提出了基于 Alexnet CNN 的复合信号特 于光栅激光超声表面波波速精确测量的涂层厚度
征提取方法和基于图像分割的缺陷面积评估方法， 测量方法，实现了热障涂层厚度精确测量。针对
实现了对腐蚀缺陷的高品质成像与高精度定量（见 100~500μm 厚的涂层，其测量精度可达微米级。
图 9）。 进一步还开发了基于光栅激光超声的涂层脱黏缺
陷高灵敏度检测方法，实现了涂层脱黏缺陷的高
信噪比检测成像（见图 11）。
图 9 脉冲涡流近远场复合检测原理（左）和融合信号
特征典型成像结果图（右）
2.3 超声、激光红外检测方法及应用
2.3.1 金属材料老化与性能劣化远距离光栅激光
超声声谱检测技术研究
针对核能金属结构辐照、高温等严苛环境下
的材料老化和力学性能劣化问题，由于空间调制
光栅式激光超声可在材料表面微小区域实现定波
长、高强度表面波的非接触精确激发，可以有效
克服传统超声检测对于微观损伤检测灵敏度低和
定量难的问题。本年度建立了基于光栅激光超声
图 11 基于光栅激光超声的涂层厚度与脱黏缺陷检测
声谱的线性 - 非线性超声多参数非接触同步测量
2.3.3 大型复合材料结构远距离激光红外热成像
方法，研究了金属老化损伤光栅激光超声多特征
原位检测技术及装置
参数的变化规律，建立了基于线性 - 非线性超声
多参数融合的金属疲劳损伤定量评价方法，为核 针对航空航天、风电等碳纤维 / 玻璃纤维复
能结构老化评估提供了可靠手段（见图 10）。 合材料结构现场原位快速检测需求，基于前期开
发的新型高灵敏度光束整形匀化激光红外检测方
法，提出了针对现场高大结构的望远镜式远距离
激光红外热成像检测方法，开发了相应检测装置
样机，实现了最大可达 50 m 的远距离检测。利用
所开发的检测系统，分别在 10 m 和 30 m 的距离
对加工有平底孔缺陷的碳纤维试件、含有预埋缺
陷的碳纤维试件以及含有涂层的飞机垂尾模型进
行了检测试验。当检测距离为 10 m 时，该系统能
够检测表面涂层下直径为 5 mm、深度为 1 mm
的平底孔缺陷检测，还可实现直径为 3 mm、深
图 10 材料力学性能光栅激光超声线性 - 非线性多参数
度为 0.4 mm 的预埋缺陷检测。当检测距离大到
评价方法
30 m 时，该系统也可实现直径为 10 mm、深度
2.3.2 涂层厚度及缺陷光栅激光超声检测方法与
为 1 mm 的平底孔缺陷检测。最后，将所开发望
技术研究
远镜式激光红外检测系统在风电现场进行了检测，
对于航空发动机和燃气轮机叶片热障涂层等 成功实现了叶片缺陷的原位检测（见图 12）。
5
