激光与红外

作者：王璐瑶

单位：1.齐鲁工业大学山东省科学院,山东省科学院激光研究所,山东省光电传感技术重点实验室、能源与环境光纤智能检测技术国家地方联合工程实验室,山东 济南 250104；2.济南市长清区工业信息化和科技局,山东 济南 250300；

关键词：表面裂纹检测;激光激励超声;电磁超声换能器;单向接收

基金：国家自然科学基金项目(No.52475560)；山东省自然科学基金项目(No.ZR2023ME073)；山东省科技型中小企业创新能力提升工程项目(No.2023TSGC0731；No.2024TSGC0017)资助。

表面裂纹是常见的材料表面损伤类型之一,对材料的性能和使用寿命有着显著的影响。针对表面裂纹的非接触式检测需求,提出了使用脉冲激光激励超声波,并利用单向电磁超声换能器接收反射信号的检测方法。建立了烧蚀机制下超声波激励以及单向表面波接收换能器的有限元模型,模拟分析了工件中表面波遇到表面裂纹后发生反射的现象。提取了线圈电压的时间历程曲线,根据缺陷反射信号的渡越时间评估缺陷位置。另外,进行了测量实验进一步验证该检测方法的可行性,分别针对等声程不同长度,以及等长度不同声程的表面裂纹测得了反射信号。实验结果表明,使用激光激励-单向电磁超声换能器接收的方法可实现表面裂纹的非接触式测量,表面裂纹的相对定位误差在5之内,为表面裂纹的定量评估提供了基础。

来源：2025年第11期

《激光与红外》期刊编辑部

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