【摘 要】
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目前工业生产中,检测金属铝产品缺陷一般都采用超声检测。但传统的激光超声波检测技术主要依靠耦合剂使超声波换能器与检测样品相耦合,如果检测样品形状复杂,就无法满足这种要求,所以使用传统的超声波检测方法有一定的局限性。激光超声作为一种非接触的超声检测方法,不需要耦合剂,并且可以胜任复杂面型的样品的检测。特别是激光超声并与合成孔径聚焦成像技术（Synthetic Aperture Focusing Tec
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目前工业生产中,检测金属铝产品缺陷一般都采用超声检测。但传统的激光超声波检测技术主要依靠耦合剂使超声波换能器与检测样品相耦合,如果检测样品形状复杂,就无法满足这种要求,所以使用传统的超声波检测方法有一定的局限性。激光超声作为一种非接触的超声检测方法,不需要耦合剂,并且可以胜任复杂面型的样品的检测。特别是激光超声并与合成孔径聚焦成像技术（Synthetic Aperture Focusing Technology,SAFT）相结合,对样品内部缺陷进行缺陷成像。然而,以往的激光超声SAFT检测技术多采用单点激发-单点扫描,需要消耗大量的时间对样品的内部缺陷进行检测。为了提高工作效率,减少扫描时间,本论文提出了一种两点激发-两点扫描的方法,并在理论上对其可行性进行了深入的研究。首先建立了铝块中激光激发超声波的物理模型,分析了在热弹机制下铝块中激发的超声横波、纵波和表面波的传播机理,利用有限元方法模拟得到了铝块中激光超声波的全场声波图,并阐述了横波、纵波和表面波传播的方向性,验证了模型的正确性,为后续的研究建立了仿真基础。给出了两点激发激光超声SAFT基本原理,得到了两点激发激光超声SAFT成像算法。其次利用两点激发激光超声SAFT对铝块内部缺陷进行成像,根据激光超声波具有多模式、频带宽和方向性的特点,对SAFT算法进行了优化。针对结果讨论了两点激发激光超声SAFT检测最小尺寸缺陷的和分辨相邻缺陷的能力,在提高检测缺陷内部微小缺陷的识别能力和成像分辨率的同时,减少了一半的扫描时间,显著提高了检测速度。最后基于两点激发激光超声SAFT检测方法,搭建了一套两点扫描激光超声检测铝块缺陷的实验装置,验证了两点激发激光超声SAFT检测方法检测铝块缺陷的可行性。
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