Page 63 - 2024中国无损检测年度报告

应用研究篇

激光超声高温非接触无损检测技术

应用研究

王海涛，陈 帅，王述平
南京航空航天大学 自动化学院

1880 年，A.G.Bell 发现固体光声效应；20 超声波，并使用干涉仪在同一位置采集超声波信
世纪 60 年代 , 激光器发明后 R.M.White 观察到 号。针对不同温度下的试件进行试验时，由于原
激光超声现象；1995 年 , 南京大学张淑仪院士严 始信号难以准确获取纵波时域信息，采用小波降
格解释了激光超声的激发机理。笔者团队 2011 年 噪和希尔伯特变换对信号进行处理，主要的研究
在张淑仪院士的支持下，与兄弟单位合作获得激 内容如下。
光超声方面的国家课题，开展无损检测方面的工 （1）不同温度下纵波波速测量
作，随后获得多项国家和地方的支持，开展了从
分别在 20℃，100℃，300℃，400℃下，
400℃，500℃一直到 1 200℃的高温非接触无损
对厚度为 10 mm 的铝试件进行试验，得到小波
检测，现对部分典型的研究工作做一些介绍。
去噪后波形及波形包络线如图 1 所示。
1 概述
自 2011 年起，笔者团队在激光超声方面先
后承担并完成了科技部国际合作项目、重点研发
子项目、国家市场监督管理总局公益性行业科研
专项等多个项目，开展了表面、近表面、内部缺
陷的高温非接触无损检测技术的研究，完成了华
(a)20℃ (b)100℃
为、南方电网、航天 704 所等多家企业和研究单
位委托测试的一批高温非接触的无损检测工作，
培养了 2 名博士和 9 名硕士，目前 2 名博士研究
生、2 名硕士研究生在读。在此期间，发表期刊
的学术论文有 21 篇（其中 SCI/EI 检索 18 篇），
授权发明专利 5 项。现在对团队开展的部分工作，
包括激光超声承压设备现场不停车测量、增材制
造及航天用超高温非接触无损检测。
(c)300℃ (d)400℃
2 承压设备激光超声壁厚检测
图 1 不同温度下的纵波回波信号及上包络线
为解决高温环境下容器壁厚的测量问题，该
（铝试件试验）
项研究通过激光超声试验研究了不同温度下纵波
根据上包络线的极大值位置可以确定纵波的
波速的变化规律。试验在金属材料一侧激励产生
一次回波及二次回波到达时间以及材料已知厚度

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