学文网激光检测技术篇1
【关键词】胶辊;激光;检测;接触式测量
一、什么是胶辊
胶辊是以外层橡胶包覆圆柱金属（或其他材料）芯组成的辊状制品。胶辊一般由外层胶、硬质胶层、金属芯、辊颈和通气孔组成，其加工包括辊芯喷砂、黏合处理、贴胶成型、包布、铁丝缠绕、硫化罐硫化及表面加工等工序。胶辊主要应用于造纸、印染、印刷、粮食加工、冶金、塑料加工等方面。
由于胶辊直接与金属接触，并且金属芯承受了较大的张紧力，因此使得胶辊与金属芯之间产生摩擦，导致胶辊发生磨损。因此，利用检测手段控制胶辊的质量是必不可少的重要方法。
二、胶辊的检测方法
目前国内外采用的胶辊测量方法主要有接触式测量和非接触式测量。
1.接触式测量方法
（1）人工测量
人工测量一般采用游标卡尺、千分尺和千分表进行测量，测量结果误差大，效率低，耗费人力。
以印刷胶辊为例，由于印刷胶辊表面质地较软， 采用千分尺以及千分表进行测量时，对仪器的精度要求很高，在测量时产生的测量压力容易损伤胶辊面，造成较大误差，直接影响到印刷品的质量， ，会导致印刷品色彩不稳定、颜色不均匀或出现色斑。
（2）接触式触针测量
接触式测量一般是采用机械式触针与被测物体表面接触，对胶辊进行逐点扫描后获得相关数据。这种测量方法测量范围大，测量精度高，测量稳定可靠、重复性较好，对应的测量工具有三坐标测量机、轮廓仪、圆度仪和形状测量仪等。但这些仪器的价格比较昂贵，测量项目比较单一，而且对环境要求较高，对产品质量的提高造成了很大的影响。
***1 接触式轮廓仪
2.非接触式测量
非接触测量是采用光学测量技术，利用聚焦探测法，将光束汇聚成光学探针，利用光电探测器接收返回的光线，并将其转化为电信号输出，反映被测胶辊的相对于物镜焦点的位移量。此方法对应的产品有非接触式轮廓仪、3D共聚焦显微镜、白光干涉仪，激光检测仪等。
目前，国内比较常用的两种非接触测量方法，一种是基于CCD器件接收光信号的测量方法，另一种是激光扫描测量方法。
（1）CCD尺寸测量
CCD尺寸测量系统由CCD***像传感器、光学系统、微机数据采集和处理系统组成，其基本原理为：
将线阵CCD置于平行光路，被测胶辊放于CCD前方的光路中，射向CCD的光就会被物体挡住一部分，利用CCD摄像头拾取胶辊***像，经***像采集卡送入计算机进行***像处理;再经过数据采集软件（如LabVIEW7.1虚拟仪器软件等）和***像处理软件（如IMAQ Vision等）实现***像平滑、***像增强、边缘检测等预处理;通过形位误差检测算法，得出胶辊的直径、圆柱度误差和跳动误差;最后经系统标定，将测量所得的像元数转化为实际值，从而计算出被测物体的尺寸。这种测量方法要求CCD光敏区的长度大于被测物体的尺寸，而大尺寸的CCD特别昂贵，所以必须通过其他方法来实现光的接收。
（2）激光扫描测量
***2 激光扫描测径原理
激光扫描测量是将激光器发出的光束通过扫描转镜多面体和扫描光学系统处理后变成平行光，对被置于测量区域的工件进行高速扫描，被测胶辊只要挡住光束，就会在接收器上产生信号，所以通过分析光电接收器输出的信号，获得与胶辊直径有关系的数据。为保证测量的高精度以及可靠性，光扫描计量系统必须满足以下三点基本要求：
（1）激光束应垂直照射被测物体表面;
（2）光束对物体表面的扫描必须是直线扫描;
（3）保证扫描时间的准确性。
而在现实情况下，扫描速度并不是常数，而是随扫描转镜的角位移的变化而变化，这样就会产生原理误差。
三、胶辊的检测方法比较
1.接触式测量
使用游标卡尺、千分尺测量进行测量，虽然成本比较低，但是误差大，测量精度达不到要求。三坐标测量机、圆度仪和形状测量仪等测量仪器价格比较昂贵，测量成本高，测量效率低，对胶辊表面容易造成损伤。
2.CCD尺寸测量法
CCD尺寸测量法它具有一些独特的优点，是一般机械式、光学式、电磁式测量仪器无法比拟的，这与CCD本身的自扫描高分辨率高灵敏度结构紧凑位置准确的特性密切相关，其中关键的技术就是光学系统的设计和CCD输出视频信号的采集与处理，但是也存在着很多常见的问题，
（1）测量的精度受限于CCD像元的大小，由于CCD像元的任何部位接收到光以后都会将接收到的光信号转化成电信号，从而制约了CCD测量方法的测量精度。采用尽量小的CCD像元，可以使它的测量误差尽量减小。但是CCD的像元越小，CCD的成本就越高。
（2）CCD光敏区一般为28mm，这直接限制了被测物体的大小，是的采用CCD尺寸测量法生产的设备的型号受限。
（3）还有一个就是衍射，CCD像元不是连续的，是一个一个像元互相紧密排列组成的，而由于衍射造成的光的传播不是直线的，结果就很容易出现很大的误差。
综上所述， CCD尺寸测量法具有它的优点，但同时也有诸如结构复杂、成本高等它自己无法克服的缺点。
3.激光扫描测量法
激光扫描检测具有检测距离远、调试方便、精准度高等特点，而且不受现场、设置环境的影响，可靠性高。利用激光扫描测量直径的方法，虽然会出现如扫描速度达不到均匀而产生的原理误差，但是我们可以利用算法的不同降低这部分误差。
所以，现在的胶辊检测多用激光检测法。
参考文献
[1]田毅强，蒋庭佳，高鹏飞，田媛，姜曼，郭汉明，庄松林.像散法离焦检测中的像散透镜参数设计[J].光学技术，2012（04）.
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[4]孙佳，张镭.大直径工件的测量方法[J].机械与电子，2006（03）.
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激光检测技术篇2
【关键词】激光超声 表面波 无损检测
一、激光超声波研究进展
激光超声技术在材料无损检测研究方向的研究热点。首先，激光是一种定向的电磁波，它具有高亮度，而且在信息的获得和传播上具有良好的运用；同时，激光广泛用于医学诊断、工业发展及***事技术等领域。超声波的传播介质可以是固体、液体和气体，通过它们之间的联系和运用， 然后对传播中的超声波进行信息提取，进而准确测量物体的密度、硬度、强度、浓度、弹性等性质，并检测出物体的表面缺陷，客观地评价材料的物理性质。
激光超声技术与传统的超声技术相比之下具有更大的优势，因为激光超声技术不需要接触、分辨率很高、频带较宽，能对纳米材料的力学性能进行有效评价，同时能够检测出精确到微、纳米级的缺陷，因此激光超声技术在检测材料力学性能和表面缺陷的方面具有可行性。
1963年，White最早提出使用激光激发超声技术的观点，因为激光可以在固体中传播，所以他尝试利用脉冲激光在固体中进行超声激发，发现固体会吸收激光、微波、电子束等辐射而产生弹性波。随后，在越来越多的研究应用中，激光除了被用于固体中激发超声，也被应用于液体和气体中。Askaryan提出在液体中激发超声， 用红宝石激光射入液体激发超声。随着科技发展，许多学者围绕着激光超声展开大量的实验和研究。Dewhurst等首次利用脉冲激光激发兰姆波，测量2%精度的薄膜厚度；Wu等通过实验检测到兰姆波的波形，并根据波形的传播特征和色散关系，计算薄膜的弹性、厚度等相关的力学参数。学者们发现，在一定条件下超声波可以在材料无损的情况下被激发出来，于是激光超声开启一种新的用于材料结构性能的无损检测。
激光超声技术结合激光和超声波的特点，具有极大的发展潜力，在工程研究和应用中具有重大科学意义和学术价值。
二、激光超声检测技术的研究进展
近年来，国内外科学家为了更好地发展和应用激光超声检测技术，做了基础大量的研究工作， 主要利用激光超声技术进行材料性能无损检测的相关研究。Domarkas等利用声表面波在表面缺陷可以来判定缺陷的力学特征。Portz等理论研究超声波在平板上的反射、透射中能量比例与频率的关系。Fortunko利用激光超声技术探测到两维缺陷的形状特征， 很为工程项目中探测焊接材料内部损伤提供帮助。Rokhlin等提出一种基于非线性的频率调制的超声技术， 探索层状材料中间层的物理性质。随着越来越多的学者进行理论和实践的研究， 激光超声无损检测将被广泛应用在各个领域。
三、超声无损检测数值研究的进展
在进行超声无损检测的实验研究过程中，衍生许多有效而便于分析的数值研究方法。主要的数值计算方法有：有限元法、有限差分方法、边界元方法等。
通过长期的实验与研究，学者们有效的运用了这三种计算方法。Hirao等利用有限差分的数值法分析瑞利波中各种频率成分反射和透射系数与表面缺陷深度的关系。Liu等将有限元方法与边界积分法很好地结合在一起，对超声波在遇到表面缺陷时产生的散射声场进行分析，并准确的描述通过数值模拟弹性波在缺陷附近的模式转换过程。除此之外，边界元方法也具有很大优势，它使用资源节省，而且能处理大模型的有关问题，广泛运用于分析超声波与表面缺陷的关系。Rose使用混合边界元方法模拟不同频率和模态的Lamb波在经过不同曲表面缺陷发生的散射场，为超声检测表面缺陷的结构特征提供充分的理论参考依据。这三种数值计算方法各有优点和不足，有限差分法虽然计算速度快，但求解过程不稳定。边界元方法在离散过程中无法分析超声波在材料内部的传播特性。有限元方法是要利用严密的数学思想处理复杂的几何构形、物理问题并且高效地实现计算机功能。有限元方法不仅能够灵活处理各种复杂结构材料中的传播问题，还能通过建立有限元模型分析各种参数随环境变化的影响， 如： 热扩散过程、光学穿透的过程等，并可以获取全场数值解。
有限元方法在研究激光超声技术领域是一种新兴数值计算方法。它不仅能模拟复杂材料和结构的声场分布，而且能准确描述场中某点的位置和波形。有限元具有高精度的特点，同时能预测各种情况的可能性，因而被广泛运用于工程技术。因此，在本文的研究中，通过对有限元方法的应用来研究激光激发超声的技术，分析材料的力学特征与各类参数之间的关系，进而为激光超声的无损检测奠定理论基础。
四、激光超声信号的研究进展
应用激光超声技术对材料进行无损检测和力学性能的评价的同时需要严密分析材料结构性质和力学参数的关系。在超声无损检测的过程中，检测和分析超声信号是整个过程的关键。对于各种材料的非稳态超声信号处理时，待测信号的表现形式主要由信号的频率、幅度、相位这三种组成，但是考虑到实际材料的结构力学特征较复杂，可能会影响超声信号的平稳性。而对于稳态信号的检测，学者们大多使用Fourier变换进行分析，但仍然具有不足，比如信噪比的限制，和测量参数的假频现象。在这里介绍一种典型双线性时频分析方法，它基于光滑的Wigner-Ville时频分析，主要是是通过集中瞬时频率信号的能量来实现分析，最终的分析结果非常明显，具有高效性。
首先通过分析单个波形，对激光激发的瞬态表面模态和能量的特性进行探究，然后利用群延迟时间计算出群速度，这与一般的方法相比显得更加优越。而单个激光超声脉冲激发出宽带的过程中存在一定缺点，在外界宽带噪声的干扰下容易降低效率，因此为了提高对激光超声信号的检测效率，许多研究者利用激光超声在时间和空间分布的调制技术，使激发的超声信号向窄带线性调频信号进行转变，从而更好地运用窄带滤波技术或信号处理技术来提高检测的信噪比。通过对激光超声信号的研究，为以后激光超声无损检测材料的性能奠定了良好基础。
激光检测技术篇3
关键词：激光无损检测 超声无损检测 射线无损检测
在现代生产中针对不同对象选择何种无损检测方法已成为人们关注的问题,为解决好这个问题,就必须对无损检测方法及其特征有较全面的了解。所谓无损检测,是在不损伤材料和成品的条件下研究其内部和表面有无缺陷的手段。也就是说,它利用材料内部结构的异常或缺陷的存在所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化,评价结构异常和缺陷存在及其危害程度。下面简要介绍三种常用方法的应用和发展。
一、激光技术在无损检测领域的应用与发展
激光技术在无损检测领域的应用始于七十年代初期,由于激光本身所具有的独特性能,使其在无损检测领域的应用不断扩大,并逐渐形成了激光全息、激光超声等无损检测新技术,这些技术由于其在现代无损检测方面具有独特能力而无可争议地成为无损检测领域的新成员。
1.激光全息无损检测技术
激光全息术是激光技术在无损检测领域应用最早、用得最多的方法。激光全息无损检测约占激光全息术总应用的25%。其检测的基本原理是通过对被测物体加外加载荷,利用有缺陷部位的形变量与其它部位不同的特点,通过加载前后所形成的全息***像的叠加来反映材料、结构内部是否存在缺陷。
激光全息无损检测技术的发展方向主要有以下几方面。
(1)将全息***记录在非线性记录材料上,以实现干涉***像的实时显现。
(2)利用计算机***像处理技术获取干涉条纹的实时定量数据。
(3)采用新的干涉技术,如相移干涉技术。在原来的基础上进一步提高全息技术的分辨率和准确性。
2.激光超声无损检测技术
激光超声技术是七十年代中期发展起来的无损检测新技术。它利用Q开关脉冲激光器发出的激光束照射被测物体,激发出超声波,采用干涉仪显示该超声波的干涉条纹。与其他超声无损检测方法相比,激光超声检测的主要优越性如下。
(1)能实现一定距离之外的非接触检测,不存在耦合与匹配问题。
(2)利用超短激光脉冲可以得到超短声脉冲和高时间分辨率,可以在宽带范围内提取信息,实现宽带检测。
(3)易于聚焦,实现快速扫描和成像。
3.激光无损检测的发展
激光超声检测成本高,安全性较差,目前仍处于发展阶段。但在无损检测领域,激光超声检测在以下几方面的应用前景引起了人们的关注:(1)可用于高温条件下的检测.如热钢材的***检测;(2)适用于某些不宜接近的样品,如放射性样品的检测;(3)激光束可入射到任何部位,可用于检测形状奇异的样品;(4)可用于超薄超细的样品及表面或亚表面层的检测。国外近几年已有将激光超声检测用于飞机复合材料的检测、热态钢的***检测的报道,在化学气相沉积、物理气相沉积、等离子体溅射等高温镀膜工艺过程中膜层厚度的实时检测方面也进行了研究。
二、超声检测技术在无损检测中的应用与发展
超声无损检测技术(UT)是五大常规检测技术之一,与其它常规无损检测技术相比,它具有被测对象范围广。检测深度大;缺陷定位准确,检测灵敏度高;成本低,使用方便;速度快,对人体无害以及便于现场使用等特点。
1.超声检测技术的应用
(1)目前大量应用于金属材料和构件质量***监控和产品的在投检查。如钢板、管道、焊鞋、堆焊层、复合层、压力容器及高压管道、路轨和机车车辆零部件、棱元件及集成电路引线的检测等。
(2)各种新材料的检测。如有机基复合材料、金属基复合材料、结构陶瓷材料、陶瓷基复合材料等,超声检测技术已成为复合材料的支柱。
(3)非金属的检测。如混凝土、岩石、桩基和路面等质量检验,包括对其内部缺陷、内应力、强度的检测应用也逐渐增多。
(4)大型结构、压力容器和复杂设备的检测。由于超声成像直观易懂,检测精度较高。因此,近几年我国集超声成像技术及超声信号处理技术等多学科前沿成果于一体的超声机器人检测系统已研制成功,为复杂形状构件的自动扫描超声成像检测提供了有效手段。
(5)核电工业的超声检测。
(6)其它方面的超声检测。如医学诊断广泛应用超声检测技术;目前人们正试***将超声检测技术用于开辟其它新领域和行业,如人们正努力将超声检测技术用于血压控制系统进行系统作非接触检测、辨识。性能分析和故障诊断等。
2.超声检测技术的发展
在现代无损检测技术中,超声成像技术是一种令人瞩目的新技术。超声***像可以提供直观和大量的信息,直接反映物体的声学和力学性质,有着非常广阔的发展前景。现代超声成像技术都是计算机技术、信号采集技术和***象处理技术相结合的产物。数据采集技术、***象重建技术、自动化和智能化技术以及超声成像系统的性能价格比等发展直接影响超声检测***像化的进程。现代超声成像技术大多有自动化和智能化的特点,因而有许多优点,如检测的一致性好,可靠性、复现性高,存储的检测结果可随时调用,并可以对历次检测的结果自动比较,以对缺陷做动态检测等。
目前已经使用和正在开发的成像技术包括:超声B扫描成像,超声C扫描成像、超声D扫描成像,SAFT(合成孔径聚焦)成像,P扫描成像,超声全息成像,超声CT成像等技术。
三、射线技术在无损检测领域内的应用与发展
1.射线检测技术的应用
射线检测技术是利用射线(X射线、射线、中子射线等)穿过材料或工件时的强度衰减,检测其内部结构不连续性的技术。穿过材料或工件的射线由于强度不同在X射线胶片上的感光程度也不同,由此生成内部不连续的***像。
(1)早期使用在石油工业.分析钻井岩芯。
(2)在航空工业用于检验与评价复合材料和复合结构。评价某些复合件的制造过程。也用于一系列情况下样件的评价;这种检测与评价过程,大大简化了取样破坏分析过程。
(3)检测大型固体火箭发动机,这样的射线系统使用电子直线加速器X射线源,能量高迭25MeV,可检验直径达3m的大型同体火箭发动机。
(4)检验小型、复杂、精密的铸件和锻件,进行缺陷检验和尺寸测量。
(5)检查工程陶瓷和粉末冶金产品制造过程发生的材料或成分变化,特别是对高强度、形状复杂的产品。
(6)组件结构检查。
激光检测技术篇4
1.1激光超声技术的特性
激光超声测量系统具有非接触性、宽带性、高分辨率、信息高保真等特点。激光超声源能同时激发横波、纵波和表面波,与传统的超声检测相比,激光超声技术具有以下几个优点:(1)远程通信。激光超声技术是通过激光对所产生的超声波进行探测和传送,所以,即使在远距离的情况下,也能很容易实现信号的发送与接受,有利于通信系统的完善。(2)无须耦合。传统的超声波检测技术需要用到耦合剂来形成耦合层,当耦合层发生变动时会严重影响通信质量,而激光超声技术不需要进行耦合,就能顺畅的完成无线通信。(3)减少延迟。在以往的超声衍射当中,存在着检测技术的缺陷,不能及时找到相应的衍射超声波脉冲,而使用激光超声技术,能够很容易获得与激光脉冲等宽的超声波脉冲,使得通信当中避免了延迟。(4)降低干扰。在通信系统当中,干扰是影响通信质量的重要因素,在以往的通信技术下,信息场极易受到外界信息信号的干扰,导致通信的模糊或中断,而采用激光超声测量系统通信技术,能够使用优质的激光超声技术减少信号的干扰,将通信信号及时传送接受,避免不必要的信号干扰。(5)耐高温高压等特殊环境。激光超声测量系统可以将激光束通过玻璃口导入,同时能够在恶劣条件下正常进行超声检测,保证正常的通信。(6)分辨率高。在激光超声测量系统中,所采用的探测激光束能够聚成很小的点,方便探测微小的空间,达到高分辨率的效果。
1.2激光超声技术存在的弊端
(1)尽管激光超声薄的振幅与宽带压电换能器所发出的振幅相当,但激光干涉仪的接收灵敏度比传统的超声波系统差许多,在超声频率范围内,传统的压电传感器的探测极限为0.01pm到1pm,而在理想条件下,激光超声技术的最小可测位移在100pm左右,所以激光超声技术缺乏灵敏度。(2)激光超声测试系统的体积庞大,检测系统复杂,相对与传统测量系统的造价也比较高。(3)激光超声技术采用的是高能激光,因此,在工作场地必须建立完善的激光防护措施。
2激光超声测量系统的设计
2.1硬件设计
激光超声测量系统包括超声激励和检测两部分,且激光超声激励的检测方法分为三种:第一种是激光激励激光接收的方式,该方式利用激光脉冲与对象所产生的超声波,采用光学接收器接受测量材料中的超声波。第二种是激光激励超声接收方式,该方式利用激光发出的激光脉冲所产生的超声波,通过压电超声换能器转换为接收器所能够接收的检测信号。第三种是超声发射激光接收方式,该方式利用压电超声转换器所产生的超声波对信号发出的超声进行检测,通过激光干涉的方法接收所检测的有用信号。
2.2软件设计
激光超声测量系统是由计算机、数据模块、无线通信模块以及激光超声激励检测子系统组成,形成的点对点通信的无线传输。当进行通信时,计算机与通信终端采用的是相同的载波频段,当系统发出通信邀请通知时,收发器应答,并及时与主发器进行连接,发出信息地址,当数据模块将采集信息放大后,进行模数转换,将信息转换成数字形式传输给无线收发系统,进行通信,最后在通信终端利用单片机储存器将数据进行还原,通过数模转换将信息呈现出来。单片机的主程序能够实现采集数据、模数转换、数模转换以及数据的传送,保证设备能够顺利完成无线数据发送与接收。
激光检测技术篇5
关键词：道路桥梁检测；无损检测；应用
所谓的无损检测指的是在道路桥梁的检测过程中对其不造成破坏的检测，随着我国经济的发展和技术的进步，计算机技术和自动化技术得到了较快的发展，无损检测技术的发展由此也得以不断发展，它可以对道路桥梁的内部状态进行直观的展示，所以得到了较为广泛的应用。分析和研究无损检测技术，对我国道路桥梁的建设和管理具有积极意义。
1 道路桥梁检测中无损检测技术的应用
1.1 ***像技术
对于***像技术来说，它主要包括红外成像技术和激光全息***像摄影技术两种。所谓的激光全息技术指的是将材料进行全息摄影，然后分析得到的***像，将相关的力学量得出，这样除了可以观测好全场情况，还具有高精度和直观性强的优点。红外成像技术的主要原理是不同的介质其导热性能是不同的，这样在检查的过程中其热敏传感器上出现的就是结构物的内部温度场的热传导规律和温度场的分布情况，然后通过***像的形式将检测的数据显示出来，这样结构物的内部情况就能很好地反映出来了。[1]
1.2 频谱分析技术
在不同的介质中传播，波的传播频率是不一样的，分析不同介质的频率特性的技术就是通过所说的频谱分析检测技术。用力锤在路面结构上进行瞬时垂直冲击时，能得到一个瞬时垂直冲击力，从而得到以振源为中心的一组瑞雷面波，因为这些波的频率不同，所以会传播到地表四周的深度上。在施加力的过程中，应该调整力锤的重量或是使用不同的锤头，以此来得到与之相对应的瑞雷面波信号频率，将传感器设置在不同的位置，检测到的就会是不同传播频率的波。通过频率分析技术可以对不同厚度和均匀性的分层介质进行检测和分析，还对路面各层间的接触情况也能进行极好的检测。
1.3 激光检测技术
对于激光来说，它具有很好的衍射性、方向性和相干性，所以具有较强的高亮度特点。激光的光强变化对光电流造成了很大影响，光电流随着光强增强而增强，这也是路面检测的根本原理。在路面和路基的检测过程中，激光检测技术需要将纹理深度、平整度和距离测定等问题解决。随着光强的变化，激光光电流会随着发生变化，这样就能将光电流的位移数据得到，弯沉位移的变化量就能通过数据得出。[2]
1.4 光纤传感检测技术
对于光纤来说，它对某些特定的物理参数较为敏感，可以充分利用好这种特性，将外界物理量转换成光信号，直接测量光信号的技术就是光纤传感检测技术。将光纤传感检测技术应用在道路桥梁检测中，可以对桥梁钢索索力等进行检测，如果桥梁是预应力联系混凝土梁，可以对其内部应力及特性M行科学的检测和测量，这样形成的就是光纤智能桥梁。
1.5 探地雷达检测技术
采用探地雷达检测技术可以在大范围内不受周围环境影响的进行检查，另外，对于缺陷前的深度和大小及形状等它也能进行精确的测定，不仅省时省力操作也更加的简便。应用探地雷达主要是对道路的层面厚度及道路病害和道路基础密实度进行检测，同时还能对道路桥梁的结构、材质和裂缝等进行检测。
1.6 超声波检测技术
超声波检测技术采用的原理是基于瞬间应力波来对结构物的空隙位置进行检查，通过小钢锤对混凝土表面进行短促的机械撞击，这样能产生一些低频应力波，在结构内部传导，一旦遇到均一介质，波速是不会产生变化的，如果遇到不同的介质临界面或是断裂面就会发生反射，可以以此来判断不同形态的反射波。这些来自不同断裂面和冲击面的多种波能产生瞬时的共振，这样就可以对裂隙的位置和结构的完整性进行测定，通过记录的信号可以对空隙位置信息进行判断。道路桥梁的综合检测一般都会使用到超声波，通过检测道路、桥梁，可以对结构物内部是否具有空隙、安全性和完整性等进行直接的判断。
2 桩基检测问题分析及解决
2.1 选择的检测方法
每种检测方法所依据的理论基础是不同的，所以其检测能力和适用范围也是不同的，如果随便将其应用范围扩大，可以产生不必要的误判，甚至会出现错判的情况。在实验中，为了确保结果的准确性，需要使用两种或是两种以上的方法来进行检测的验证和相互补充。在道路桥梁基桩的检测过程中，需要综合各方面的因素来考虑，因此地质情况和桩型的不同，所以检测方法也不相同，需要根据实际情况具体来考虑，以此确保基桩质量能达到标准。如果是检测某些特定的桩型，需要事先埋设好声测管，比如在特长桩和嵌岩桩的检测过程中，可以使用超声波透射法，这样能有效提高桩身的精确度和完整性。[3]如果是进行低应变检测，具有简便易行的特点，但是没有很好的定量分析结果，同时也容易受到应力波衰减和桩土刚度比大小的制约作用，整桩的完整性难以得到保证。
2.2 选择激振方式
对于低应变检测来说，使用的力锤和力棒是各种材质和重量的，在选用时需要根据不同的桩型和检测目的来进行。检测的长桩，在应用中宜选择尼龙质的锤击头来作为重型力棒使用，锤击力度可以适当增大以此来将锤击的速度提高，增大脉冲宽度，以此来提高检测长度。比如，在检测高速铁路的钻孔灌注桩时可以应用适合的激发方式，这样就能在很小的放大指数下看到桩底反射。如果桩身上有一些浅部的缺陷，需要掌握好缺陷程度，用硬质材料进行激发，以此来提高缺陷的分辨率。
3 小结
对于无损检测技术来说，它所涉及到的学科较多，属于综合性的应用技术，近年来的应用日趋广泛，同时对其要求也日益严格。分析无损检测技术可以对道路桥梁进行更好的检测，这样才能确保好道路桥梁的安全。在应用无损检测技术的过程中，需要结合具体的实际情况，不断创新和改革，确保道路桥梁的管理和养护越来越科学化。
参考文献
[1] 王晓燕.桥梁工程检测技术研究[J].广西大学学报（自然科学版）.2012，（S1）.
激光检测技术篇6
1激光测试技术在先进制造业中的应用
制造生产中的许多信息需要通过检测来提供，生产中出现的各种故障要通过检测去发现和防上，所需要的精度也要靠检测来保证。没有可靠的检测就没有现代化与自动化，更没有高效率和高质量。为适应柔性自动化的需要，机器人必须有砚觉系统，能对装配件的形体与姿态进行识别，应装有位置与触觉传感器，进行精确定位与抓握力的控制，自动导引车也应有视觉或声发射传感器，以发现行进中可能有的障碍物等。
1．1激光视觉三维测量技术
随汁算机技术的日益完善，集信息处理为一体的激光三维砚觉系统得到了快速的发展和应用。工业砚觉测量技术在机械制造业宁的应用主要是视觉检测和视觉引导。视觉检测主要是使用***像或***像的一部分与设定的标准进行比较、判别，以达到检测、分析测试结果。砚觉引导是运用***像处理的方怯来引导自动导向车等的行走路线，找到最佳路径，克服行走障碍，实现准确的、快速的装配、上料等。
广泛应用的光点怯砚觉识别系统和片光怯砚觉识别系统，能对三维零件和平面***形进行正确的识别和分类。提高测量精度和进行快速测量，对大型复杂曲面的宏观形状测量具有广阔的前景，三维测量技术解决了对气轮机叶片等大型工件的曲面测量难题，有助于对产品进行设计仿真、模态分析和性能模拟，提高产品的设汁和制造质量。三维测量技术在机器识别、实物模型、工业检测、生物医学等领域的应用前景越来越广阔。
1．2激光层析成像技术
通过激光扫描将激光源发出的激光照射到物体或流体的截面，探测阵列接受其透射光及散射光后，转变为数宇信号，获得被测物体的数据，然后再将所测得的数宇信号进行处理，得到所测物体的每一像素点的参数值，根据像素矩阵经***像处理重建所测物体的***像。激光层析成像技术在先进制造业中的逆向工程，流体机械宁流场的温度、密度、压力和速度分析宁有很重要的应用。
1．3激光无损检测技术
激光技术应用于无损检测的方法有激光全息干涉法、压力波检测怯、激光超生检测怯。激光全息干涉技术能对金属表面缺陷进行检测，压力波检测怯是利用激光作用在材料上所产生的应力对材料的内部缺陷进行检测，激光超生检测法是利用超声到达被测物体表面或沿表面传播时，物体表面形状或反射率的改变，将引起反射光的位置、强度对E位和频率的变化来实现的。
1．4机械振动的激光测量技术
激光技术用于机械振动测量的方怯有迈克尔逊光纤干涉测量、激光衍射测量、全息术干涉法测量、多普勒测量技术和声光调制双频外差测试仪等。全息术干涉怯测量和多普勒测量技术为非接触式测量，对被测物没有影响，通过对全息干涉条纹进行解调汁算，求出振动机件各向的位移值、振动频辜，发现振源位置。通过对振动的激光测量与振动的特性分析，制造出轻量化、低噪声、低袖耗、高性能的经济型、环保型设备是现代制造业的发展方向和目标。
2激光加工技术在先进制造业中的应用
由于现代机械制造业的发展，机械制造己包含着一种新的意义。它己经不是传统意义上的机械制造。它是集机械、电子、光学、信息科学、材料科学、生物科学、激光学、管理学等最新成就为一体的一个新兴技术与新兴工业。
2．1激光快速成型技术
传统的工业成型技术大部分是遵循“去除法”的，如车削、铣削、钻削、磨削、刨削；另外一些是采用模具进行成形，如铸造、冲压。激光快速成形技术集成了激光技术、CAD／CAM技术和材料技术的最新成果，根据汁算机设汁出的零件的CAD模型立体***形，直接制造出模型，它制造模型的办怯是在一层接一层的基础上不断添加材料。激光快速成型方法有，液态光敏聚合物选择性固化、薄型材料选择性切割、丝状材料选择性熔复、粉末材料选择性烧结。
激光快速成型技术在模具制造宁的应用最为广泛，可以用快速成型件直接用作模具；用快速成形件作母模，翻制软模具；用快速成形件翻制硬模具。用快速成形技术制作模具，既避开了复杂的机械切削加工，又可以保证模具的精度，还可以大大缩短制模时间、节省制模费用，对于形状复杂的精度模具，其优点尤为突出。该技术己在航空航天、电子、汽车、家电等工业领域得到广泛应用。但是，目前还存在着模具寿命相对较短的缺点，即使是金属面、硬背衬模具，其使用寿命也不及真正的金属模，所以快速成形模具较适合于单件小批量生产。
2．2激光焊接技术
激光焊接是目前工业激光应用的第二大领域。激光焊接是把激光聚焦成很细的高能量密度光束照射到工件上，使工件受热熔化，然后冷却得到焊绕。激光焊结熔深大，速度快，效辜高；激光焊绕窄，热影响区很小，工件变形也很小，可实现精密焊接，激光焊绕结构均匀，品粒很小，气孔少，夹杂缺陷少，在机械性能，抗蚀性能和电磁学性能上优于常规焊接方法。
激光焊接技术具有铆他序化效应，能纯净焊绕金属，适用于相同和不同金属材料间的焊接。激光焊接能量密度高，对高熔点、高导热辜和物理特性相差很大的金属焊接特别有利。目前，汽车行业将不同材质的薄钢板实施激光拼接焊后冲压成型，激光拼接焊取代了电焊。通过光纤传输的多路激光束进行多点或多组件焊接越来越普及。在远离装配区的位置装置一台中心激光器，由技工操作将激光能量用光纤传输到需要加工的地点从而最大限度的利用YAG系统的焊接效果。由于YAG激光器可利用光纤传输能量进行远距高的焊接将大大促进高功率YAG激光焊的发展。
2．3激光切割技术
激光切割系统一直是激光加工应用最广泛的一项技术，激光切割是利用激光束聚焦形成高功辜密度的光斑，将材料快速加热至汽化温度，再用喷射气体吹化，以此分割材料。脉冲激光适用于金属材料，连续激光适用于非金属材料，后者是激光切割技术的重要应用领域。
与计算机控制的自动设备结合，激光束具有无限的仿形切割能力，切割轨迹修改方便；通过预先在汁算机内设汁，进行众车复杂零件整张板徘料，可牢邵．车零件同时切割，提高效车，节省材料。激光切割无机械变形、无刀具磨损，容易实现自动化生产。激光切割技术用在零件生产线上，做平板切割等工序，配合其生产产品的一道工序，可为完成产品零件生产解决加工关键，或提高加工速度。
2．4激光打孔技术
激光打孔技术具有精度高、通用性强、效率高、成本低和综合技术经济效益显著等优点，己成为现代制造领域的关键技术之一。目前，工业发达国家己将激光深微孔技术大规模地应用到航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。国内目前比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和大然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。目前，激光打孔朝着多样化、高速度、孔径更微小的方向发展。例如，在飞机机翼上打上5万个直径为0064mm的小孔，可以大大减小气流对飞机的阻力，取得节袖的效果。
2．5激光标记技术
激光标记机的市场是近儿年发展最快的一项应用技术。激光标记是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种技术。激光标记有许多独特的优点，能标记各种宇行、***案、数宇以及条形码，标记线宽可小于0.0lmm。，可深可浅，对很小零件也可打标，这是其他标记方法不能实现的；
激光打的标记属永久性，不像喷墨打印的宇可擦掉；可作防伪标记。不易被人假冒；属不接触加工，所以对零件表面没有损伤；标记的宇符清晰，***形质量好；效率很高，成本低，可对多种材料进行标记；由汁算机操作易于更换标记内容，也可以一个零件一个标记；由于有以上多种特点，所以应用越来越广泛，特别是多种电子器件、集成电路模块、汽车零件甚至汽车窗玻璃、导线、接插件、工具、医疗器械、精密仪器仪表、线路板、橡胶制品、计算机键盘、手机面板、精美礼品、玻璃制品等等。
2．6激光热处理技术
激光热处理是利用高能激光照射到金属表层，通过激光和金属的交互作用达到改善金属表面性能的目的。激光表面热处理技术包括激光相变硬化技术、激光涂覆技术、激光合金化技术、激光冲击强化技术等，这些技术对改变材料的机械性能、耐热性和耐腐蚀性等有重要作用。激光相变硬化〔即激光淬火〕是激光热处理宁研究最早、最多、进展最快、应用最广的一种新工艺，适用于大多数材料和不同形状零件的不同部位，可提高零件的耐磨性和疲劳强度。激光合金化和激光涂覆是利用高功率激光束快速扫描金属工件表面，使一种或多种合金元素与工件材料表面一起快速熔化再凝固，共同形成硬化层。激光表面合金化技术是材料表面局部改性处理的新方怯，激光冲击强化使用脉冲宽度极短的激光照射到材料表面，可以产生高强度冲击被，使得金属材料的机械性能改善，阻止裂纹的产生和扩展，提高钢、铝、铁等合金的强度和硬度，改善其抗疲劳性能。激光热处理技术在汽车工业宁应用广泛，如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理，同时在航空航天、机床行业和其它机械行业也应用广泛。
2．7激光内腔加工技术
在光电通讯、制导和雷达等***工和医疗器械上，经常有一些高精度的内腔形体零件，这些零件口小型腔大，有的内腔形状还比较复杂。如果用传统的工艺方法，将它一分为二分别进行加工，尽管能保证两体加工精度很高，但是在合二为一的装配中，无论什么装配方法，都避免不了装配误差的存在，影响了产品的使用性能，难以实现产品设汁师的构想。伴随MEMS技术的发展，越来越多”口小肚子大”的内腔形体零件需机械制造业突破原有的工艺方法去实现其加工。回此，加工复杂高精度内腔形体难题己成为机械制造业刻不容缓亟待解决的间题。借助激光技术和计算机技术的发展，把激光对透明材料的作用机理运用到内腔加工上，使上述间题的解决成为了现实。激光在固体材料透明材料内部对材料产生作用，若激光的功辜密度大于介质的破坏值，则在激光作用的很短时间内，强激光的辐射将导致介质吸收大量的激光能量，产生使材料破坏的内爆轰，形空隙，达到体内局部切割的作用。由于切割过程相当迅速，聚焦点周围热传递造成的热损伤几乎为零。该方法是非接触加工，因而加工过程无变形，目无噪声和化学污染。
激光检测技术篇7
关键词：公路工程；无损检测；应用
中***分类号：X734文献标识码： A
一、主要的无损检测技术
1、频谱分析检测技术
该技术主要是需要充分掌握不同传播介质当中传播表面波所产生的传播频率的变化情况来达到检测目的。频谱分析检测技术的主要工作原理为：能够在公路路面上，产生一次持续时间较短并且速度较快的冲击，引起的冲击源会不断的产生频率波，这些频率波会随着地表向四周逐渐传播形成瑞雷面波，而将冲击力度或者冲击方式改变之后，瑞雷面波具有的频率也会发生变化，因此需要通过在多个位置上设置传感器，来完成不同波的频率检测工作。
2、***像检测技术
***像技术通常包括两种，一种是红外成像技术，另外一种是激光全息***像技术。其中红外成像技术能够实现检测目的的主要原理为：不同材料所具有的导热性能也各不相同，利用热敏传感器来检测结构内部的温度分布情况和热传导情况，最后通过***像的形式把检测结果直观地显示出来，明确结构内部的具体情况。此外，激光全息***像技术的研究对象是采取全息方式而得到的全息***，然后通过对全息***所包含的各种数据进行分析和研究最终得到检测结果，这种方法能够提高检测结果的精确度和直观度。
3、超声波检测技术
该技术主要是把超声波准确地发送到材料介质中，通过接收反射波传来的有用参数，以此来对结构的内部情况进行准确判断，是一种较为新型的检测方法。主要是在材料介质里面各个位置设置传感器，对超声波的传播波速进行精确地计算，然后对材料所具有的弹性模量以及抗折强度等各种参数进行测定，同时还能够查找材料结构内部存在的缺陷。该检测技术的主要优点包括：检测原理较为简单，操作便捷，成本较低，所以在路基路面的检测中可以发挥较好的效果。
4、激光检测技术
激光检测技术能够发挥良好的检测效果的主要原因为：光电流可以随着激光光强的不断增强而逐渐增强。实际检测中，在光电转换器的作用下把光能有效地转化成电能，确保电流能够随着激光光强的强弱变化而发生改变。在检测之前需要明确电流和位移的关系，以便于直接反映出弯沉位移随着光电流的变化而发生的实际变化量。激光检测技术的主要优势之处在于分辨率较高、相干性以及方向性较好。
5、地质雷达对路基进行测损技术
地质雷达在对路基的损害程度进行检测时主要是利用雷达波的折射和反射原理实现的。雷达设备的实际运行中主要是对所得数据进行分析，然后得到地质雷达***像的剖面，有效地对路基的损害情况进行判断。一旦被检测路基中存在异常，那么异常区域界面的两侧电性会存在较大的差异，并且产生强烈的反射波。与此同时，该界面也是物性的特变点，经常出现在时间剖面上表现为双曲线的绕射波，导致雷达***像发生紊乱，即使是同向轴也会发生不连续的现象。通常这种情况下就能够对路基异常区域所在的位置以及具体的深度进行判断，并完成路基危害所属类型以及危害程度的最终评定工作。
二、无损检测技术的应用
1、施工质量的检测与控制
公路路面的施工质量会直接影响到公路的整体质量和使用寿命，无损检测技术有效地防止路面过早破坏，能在道路建设期及时发现工程质量隐患。无损检测技术在道路施工质量的检测与控制中主要应用于平整度检测、抗滑性能检测、弯沉检测和厚度检测等。
（1）平整度检测：平整度检测一般使用在英国激光平整度仪基础上改进的非接触式激光平整度测试车。该测试车主要由激光器、横杠、距离传感器、处理器、便携式电脑和测试车等组成。测试前要进行标定，标定完成后通过电脑输入数据收集模式、测段长和起始位置等参数，然后预运行约250米，以某一恒定速度进入测段收集数据。测试车自带处理器会将测试结果以国际平整度指标IRI值（m/km）输出。该测试车操作简单，全程自动化控制，且代表性强，采样点相距为0.16m，测试精度能达到0.1mm级，在对高等级公路大面积检测时优势最为明显。
（2）抗滑性检测：其工作原理是使测试轮与路面紧密接触，在测试轮上施加恒定垂直荷载，以恒定速度沿与车辆前进方向平行前进，然后由力矩传感器检测获得测试轮上产生的纵向滚滑摩阻力。抗滑性检测一般使用由测车、测轮系及计算机系统等组成的摩擦测试车来完成。测试时需要将测试车尽量锁定在某一固定速度，选择干、冰或洒水测试模式控制水量。测定的纵向滚滑摩阻力以电信号的形式通过脉冲传感器传至处理系统。
（3）弯沉检测：弯沉检测一般使用由牵引车和托挂体组成的落锤式弯沉仪。使用该弯沉仪检测时可调节锤重和落高实现对冲击荷载的调整，我国测试时承载板直径30cm，一般落锤质量设为5t，这样对路面的压强就为0.7MPa。落锤式弯沉仪实际测得的是动态总弯沉，可根据弹性层状体系理论，由弯沉数据反算路面各层材料的弹性模量。测试时一般要在同一点落锤三次，并舍去第一锤测试结果，因为第一锤承载板、位移传感器和路面接触不稳定。
（4）厚度检测：厚度检测一般使用由天线、发射机、信号处理机、接收机和终端设备等组成的GPR仪器。目前GPR是能满足高采样率、连续无损检测的唯一手段，GPR相比宏观评价的钻芯法和水准测量法更能反映路面及路面一定深度下的微观变化。测试时发射机产生已知波形的射频，由GPR记录的地面反射波和地下反射波的时间差计算所测路面的厚度。
2、养护管理检测
亳州市公路局共管养国道、省道及重要县道800多公里，道路养护管理检测任务异常繁重。道路建成后，随着使用时间的延长路面的使用性能会逐渐劣化，劣化的速率在整个过程中是不均匀的，并且前期的劣化速率比较慢，随着损伤的不断累积，劣化速率逐步加快。对路面通过先进的检测评价技术进行检测分析，可以发现和认识到路面性能劣化的基本规律，在一定程度上为优化养护方案提供参考依据。实践表明，在道路养护管理中，无损检测技术的广泛应用可以减少道路养护的检测强度，提高工作效率。
地质雷达在沥青路面病害的无损检测和养护中使用较多，测试时主要包括测试布线、确定水平采样点距、时窗选择、天线频率选取、垂向取样点距选取等关键步骤。然后对测试数据进行分析，确定面层波速与厚度、水分含量和压实度等计算参数，实现沥青路面病害的无损检测。激光断面仪在路面平整度和车辙检测中应用较多。激光断面仪由激光传感、测试梁、惯性制导单元、距离传感器和信号数据处理与分析系统等组成。路面平整度测试时用激光平整度仪沿着需要测定的路段全程连续测量平整度3至5次，取测试数据平均值作为测试结果，然后将测试结果与路段已知IRI值对应，绘制曲线并进行回归分析，建立相关关系。车辙深度数据的采集与平整度测试通过一个过程完成，测试操作方法也完全相同，只是数据的软件处理不同。此外，激光断面仪还能进行纵坡、横坡、曲率等几何参数的连续快速测试。
结束语
随着路面检测技术的不断发展，检测技术逐步由破损检测向无损检测发展，同时检测时间不断缩短，检测速度和检测精度不断提高。总而言之，在检测和控制施工质量、提高公路养护水平及优化路面设计中，无损路面检测与评价技术具有十分重要的作用。所以，无损检测技术受到工程技术人员广泛认可和重视，进而得到广泛的推广和使用。
参考文献
[1]刘华庆，韩吉光.高速公路路面无损检测技术的研究[J].公路交通科技，2009.
激光检测技术篇8
关键词：无损检测技术；道路桥梁；应用
中***分类号：K928.78文献标识码：A 文章编号：
随着我国道路桥梁等基层建设的兴建，各种与之相关的技术也得到了一定的发展，当前在我国的道路桥梁检测中比较先进的就要数无损检测技术了，它的使用对于道路桥梁的施工建设和检测来说都具有重大的意义。
1主要无损检测仪器
1.1弯沉测试仪器
路面弯沉是衡量柔性路面强度的一项重要指标。落锤式弯沉仪（FWD）是目前应用较广的弯沉检测设备。研究表明，由于FWD的冲击荷载与时速为60km～80km的车辆对路面所形成的荷载相似，可较好地模拟行车荷载。路面弯沉检测技术的发展经历了静力弯沉仪、振动式弯沉仪、落锤式弯沉仪（RWD）、滚动式弯沉仪（RWD）。特别是正处于研究阶段的新一代弯沉仪RWD，它采用先进的高频激光扫描，对行驶中的测试车在路表产生的弯沉予以连续记录，测试速度约为88.5km/h，远大于FWD，其最大优点是对路表真实受力状态进行记录，而不是模拟荷载状态下的弯沉。
1.2断面测试仪器
断面测试主要包括平整度与车辙，我国最早使用的检测设备是路面横断面仪和横断面尺， 20世纪90年代引进了目前世界上较先进的平整度与车辙检测设备———连续式激光断面仪。它不仅测速可达到80km/h，同时因其可对横坡、纵坡、转弯曲率等指标进行测量，而在道路路面检测中被广泛应用。
1.3抗滑能力测试仪器
目前路面抗滑能力测试设备主要有横向力系数测试仪、刹车式摩擦系数测试仪和不完全刹车式摩擦系数测试仪等，其中横向力系数测试仪在我国应用较为广泛。此外，还有涡流检测仪、泄漏检测仪、射线透视检测仪等多种无损检测仪器。
2无损检测技术在道路桥梁中的应用
2.1***像技术
***像技术主要包括红外成像技术和激光全息***像摄影技术。红外成像技术原理是利用不同材料介质所对应的不同的导热性能，而高精度的热敏传感器可对结构物内部的热传导规律和温度场分布状况进行检测，并将检测数据***像化，从而呈现结构物内部状况。激光全息技术是通过对全息摄影得到的***像进行分析，求出相关力学量的方法，它具有精度高、直观和能够对全场情况进行观测等优点。
2.2频谱分析技术
频谱分析检测技术的基本原理是对不同介质中传播表面波的频率特性进行分析。采用一力锤在路面结构表面施加瞬时垂直冲击力的方式，可得到一组以振源为中心的、沿地表一定深度向四周传播的、具有各种频率分布的瑞雷面波。调整力锤重量或不同的锤头型式，可以得到与之对应的频率成分的瑞雷面波信号，将传感器设置在不同的位置，可以检测到波传播的频率。频谱分析技术可对路面各分层介质的厚度、均匀性以及层间接触情况进行检测。
2.3激光检测技术
激光的高亮度，具备较好的方向性、相干性和衍射性。激光的光强愈强则光电流愈强，路面检测正是利用了激光这一原理。当激光的光强发生变化时，光电流也随之发生变化，根据所标定的光电流与位移的关系，通过光电流的变化反算弯沉位移的变化量。在路基和路面检测中，激光主要被用于距离测定、弯沉测定以及纹理深度测定和平整度的测定。
2.4光纤传感检测技术
光纤传感检测技术是利用光纤对某些特定的物理量敏感，将外界物理量转换成可直接进行测量的光信号的检测技术。将光纤传感检测技术应用于桥梁检测，可实现对桥梁钢索索力的监测，也可完成对预应力连续混凝土梁内部应力、应变特性的科学测量和监测，构成光纤智能桥梁。
2.5探地雷达检测技术
2.5.1探地雷达检测原理
探地雷达是利用10MHz～1000MHz或更高的高频电磁脉冲波，以宽频、短脉冲的形式由发射天线送入地下。因各种材料的介电常数不同（见表1），雷达脉冲在地下传播过程中，当遇到不同的电性介质交界面时，部分雷达波被反射回地面，而被天线接收（见***2）。
2.5.2探地雷达检测特点
探地雷达检测的特点是能够对缺陷区的形状、大小和深度等进行精确测定，操作方便、省时省力；可实现大范围内检测而不受周围环境影响。探地雷达主要用于对道路面层厚度、道路基层密实性、基层厚度以及道桥病害等进行检测，还可根据探地雷达的特性，实现对道路材质、裂缝以及桥梁结构等的检测。
3 基桩检测中常见问题及处理
3.1 检测方法的选择
每种检测方法基于其理论基础和技术上的原因都有其一定的适用范围和检测能力,若将其故意扩大,极易引起误判,甚至错判。必要时应采用两种或多种检测方法相互补充、验证,提高检测结果的准确性和可靠性。桥梁工程基桩检测应综合考虑各方面的因素,因地制宜,针对不同的地质情况和桩型选择适宜的检测方法,保证基桩工程质量。对嵌岩桩和特长桩均有必要提前埋设声测管,采用超声波透射法检测,提高桩身完整性判释精度。低应变检测快速简便,但适用范围有其局限性,目前仍无法对缺陷进行准确定性,定量分析也不理想,有效检测长度受桩土刚度比大小、缺陷信号干扰和应力波衰减的制约,长径比超过一定限度的长桩和浅部缺陷桩,无法进行整桩完整性的判别。声波透射法不仅可以检测桩身混凝土的完整性,同时可以校核桩长、估算混凝土强度,尤其适合嵌岩桩和长桩的检测。钻芯法直观有效,并可检测桩身混凝土强度,同时也可作为间接检测方法的验证手段,对于重要桥梁工程的基桩有必要抽取一定比例的基桩进行抽芯法检测。
3.2 激振方式的选择
低应变检测时应针对不同桩型和检测目的选用不同材质和重量的锤击力棒或力锤。用带尼龙质锤击头的重型力棒并加大锤击速度,提高锤击力度,可增大脉冲宽度,对长桩的检测是较好的激振方式,可有效提高检测长度。京沪高速铁路试桩工程北京特大桥直径1500mm桩长60.0m的钻孔灌注桩,采用了合适的激发方式,没有经过任何的滤波处理,很小的指数放大即可见清晰的桩底反射。当需要了解桩身浅部缺陷的程度时,应采用能够激发出高频脉冲波的硬质材料激发方式,提高浅部缺陷分辨率。
3.3 嵌岩桩的检测问题
嵌岩桩在目前桥梁基桩中被广泛采用,为保证建设标准,一般嵌岩段较长,在个别地质条件下超过二十几米。在这种情况下,若采用低应变法检测,由于受桩周岩层阻力的影响,应力波很快扩散或衰减,使得有效测试范围减小,造成该方法难以对整桩的成桩质量和桩底沉渣情况进行客观评价。
3.4 检测现场前期准备
现场检测时应提前做好相关的准备工作。低应变检测要求桩顶至设计标高,并为新鲜混凝土、无浮浆、裂纹和松动混凝土块等。桩头处理不到位、清理不干净、浮浆、出露钢筋过长,桩头开裂等不利因素,均影响有效信号的采集。激振点和安装传感器的测试点应打磨平整,尽量排除干扰因素。声波法检测应保证声测管顺直通畅,换能器探头能够在全程范围内升降顺畅。声测管的材质应具有较高的刚度和强度,安装时应由丝扣连接或套管焊接,确保连接或焊接的质量以及声测管相互平行。在钢筋笼安装和混凝土灌筑过程中,采取必要措施保护好声测管。保证检测数据的真实有效。
3.5 数据的分析与判断
现场检测前详细了解和收集基桩的相关参数资料,检测过程中能及时发现问题作出初步判断,并及时完成必要的重复性检测或加密检测工作,保证检测原始数据的可靠性和采集数据的一致性,为综合分析判断提供详实的基础资料。另外加强对比验证,综合分析同一工程的所有被测桩资料,寻找其共性,提高对单桩检测结果的判断准确度。
结论
无损检测技术是一门多学科的、综合性的应用技术，在无损检测技术的应用中，应善于把基础理论与工程实际相结合，大胆创新，不断提高道桥养护管理科学化水平。
参考文献
[1]李永利，董伟.路面无损检测技术探析[J].交通标准化， 2011， 243（8）.
[2]乔烈艳.无损检测技术在道路施工中的应用与发展[J].建材世界， 2010， 31（4）.
激光检测技术篇9
关键词：长输天然气管道，***检测技术。
中***分类号： TE973文献标识码：A 文章编号：
一、漏磁检测技术（MFL）
漏磁检测是用磁传感器检测缺陷，可获得很高的检测效率且无污染。漏磁检测技术是使用永磁铁产生强磁场并通过导磁介质使铁磁性管道的管壁磁化到饱和程度，在管壁圆周产生一个磁回路场，当管壁上存在异常时，部分磁力线将穿出管壁产生漏磁，通过磁敏探头检测漏磁场就可以发现管道缺陷。MFL检测数据可靠、精确，是目前国内外公认的最完善的管道检测手段并被广泛地使用。但相比其它检测方法，MFL会造成被检测管道永久磁化，此外，轴向漏磁检测器无法检测轴向缺陷，周向漏磁检测器无法检测周向缺陷。
二、远场涡流检测技术（RFEC）
远场涡流是发生在铁磁性管道中的独特现象，是一种能穿透管壁的低频涡流，其检测探头主要由两个与管道同轴的螺线管线圈组成，其中一个为激励线圈，另一个是检测线圈。检测线圈通常在距激励线圈大约管道内径2倍及以上的远场区。远场涡流检测技术克服了常规涡流检测技术的趋肤效应，与其它检测技术相比，RFEC可以检测管壁外表面缺陷，且很少受提离和偏心等外界影响。但RFEC检测信号微弱，检测速度慢，整体检测效率很低。因此，RFEC发展缓慢，目前国外有部分公司制造出成品并投入使用。
三、电磁超声检测技术（EMAT）
天然气管道在制造和焊接过程中，会产生裂纹缺陷。在实际运行过程中也会因腐蚀、应力和断裂等因素引发裂纹，而电磁超声检测技术对于裂纹缺陷有很好的检测效果。该技术激励超声的原理基于电动力学法，也称之为“涡流－声”法。将激励线圈置于导电金属表面上，线圈产生的交变磁场作用于金属并在金属表面层内感应出涡流，涡流与施加在试件上的另一外加恒定磁场相互作用，从而激发出与涡流频率相同的超声波。接受超声波是上述过程的逆过程。其设备主要由电磁超声换能器、激励装置和接受装置组成。电磁超声检测技术的核心是电磁超声换能技术，对于管道这种铁磁性材料存在洛仑兹力、磁性力以及磁致伸缩力三种换能机制。根据换能器线圈的形状和布置，EMAT可以根据实际需要灵活地产生各类波形，如水平剪切波（SH 波）、表面波（RH 波）和IMB波（TS波）。
四、磁记忆检测技术（MMMT）
机械应力集中是天然气管道破环的一个主要原因，磁记忆检测方法可以检测管道内外表面和内部的应力分布，已达到早期诊断的结果。磁记忆检测的原理是铁磁材料受工作载荷和地球磁场的共同作用，在应力集中区域内会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向的和不可逆的重新取向，而且这种磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后不仅会保留，还与最大作用应力有关系，实际上是磁弹性和磁机械效应共同作用的结果。对于天然气管道来说，
MMMT 是沿着管道表面探测散射磁场的法向分量，通过对金属残余磁特性分析，找出管道工作应力和残余应力作用下的应力集中区域。
MMMT无需采取主动励磁装置，而是利用管道工作过程中自磁化现象。能以高准确度确定检测对象上以应力和变形集中区为标志的最高危险区域的检测方法。此外，MMMT利用典型金属样品确定实际使用寿命，可以较为早期地评价管道的安全性。但MMMT检测灵敏度受地理位置和环境因素影响较大。目前，已有部分机构将MMMT产品化，如中国石油大学研制的610mm 管道内检测装置，可有效地检测出螺旋焊缝、管道连接部位以及圆孔、沟槽等不同深度、不同大小的人工模拟管道缺陷。
五、激光超声检测技术（LUT）
激光超声检测技术通过将强度被调制的脉冲激光束照射在被测件表面产生超声波，经过改变实验参数，激光超声源能激发出纵波、横波、表面波等各种导波。激光超声检测主要有光学法检测和传感器检测两种。由于传感器检测要求传感器与工件表面紧密接触，并需要耦合剂，所以应用较少。光学法具有非接触、灵敏度高、远距离遥测等优点。光学法检测技术分为非干涉检测技术和干涉检测技术两种。非干涉检测技术包括刀刃检测技术、表面栅格衍射技术和反射率检测技术等；干涉检测技术包括自差干涉检测技术、外差干涉检测技术和共焦F—P干涉检测技术等。
由于超声信号既可由激光激励产生，又可利用光学方法检测，因此激光超声检测技术能实现完全非接触检测和快速扫描成像。激光束的优秀品质使得被测超声波场受到的干扰很小，具有极强的抗干扰能力。此外，激光超声在时间和空间上都具有极高的分辨率，能够探测微小缺陷，检测准确度也比其他无损检测方法高。目前，LUT 主要应用机表面缺陷或涂层，薄膜和复合材料检测，在天然气管道检测方面处于实验室研究阶段。
六、天然气管道***检测技术发展趋势
（1）尽力提高检测多种缺陷的能力
目前天然气管道***检测技术对于多种缺陷的识别能力有限，一种检测技术往往只能检测部分缺陷，漏检现象很多。针对这个问题，国内外展开了一系列研究，如开发出三轴高清漏磁检测技术，使该技术对于轴向缺陷检测能力大大增强。此外，Rosen公司大力发展混合检测技术，将两种检测技术同时使用，如RoCorr·MFL／SIC将MFL和涡流检测技术结合，以增强检测能力。
（2）加大对天然气管道裂纹研究
天然气管道常见裂纹主要有应力腐蚀裂纹、氢致裂纹和疲劳裂纹等。这些裂纹大多沿管道纵向分布，在管内天然气压力作用下很容易快速扩展，造成管壁开裂。与腐蚀陷相比，天然气管道裂纹的检测技术要复杂得多，不同类型裂纹需用不同的检测方法，而每一种检测方法的适用范围各有局限，目前还没有一种普遍适用的管道裂纹检测方法。
（3）数据后期处理
天然气管道检测时将大量的检测数据保存到硬盘中，检测结束后再交给相关人员进行数据后期处理，目前对检测信号的定量解释方法，主要有时域波形分析法、频域分析法、小波分析法和神经网络分析法等。实际检测数据与标准理论分析结果之间往往有较大偏差。因此，要实现对天然气管道缺陷的类型、尺寸、形状、位置和方向等的精确定量评价，还需进行大量的研究。此外，大量的检测数据仍然需要人工处理，这就增加了整体检测的时间和成本，因此实现数据处理软件的自动化和智能化是未来的一个重要发展方向。
七、结语
目前，各种天然气管道***检测技术中只有漏磁检测技术得到了广泛的应用，其它检测技术仍然处于发展阶段。对于管道腐蚀缺陷，无损检测技术较为成熟，但对于天然气管道裂纹缺陷的检测能力有待提高。国内已有多家公司和机构开始了对天然气管道裂纹缺陷的研究，但离实际应用尚有一段距离。随着我国天然气事业迅速的发展，研究天然气管道***检测技术有着极高的战略意义和经济价值，是未来中国能源发展的关键。
参考文献：
［1］何仁洋．油气管道检测与评价［M］．北京：中国石化出版社，2010．
［2］宋小春，黄松岭，赵伟．天然气长输管道裂纹的无损检测方法［J］．天然气工业，2006，26（7）
激光检测技术篇10
[关键词] 三维激光扫描测量技术；汽车覆盖件；成形；动态检测
汽车在人类的生活中起着举足轻重的作用。随着经济的全球化，汽车工业的竞争日益加剧。各汽车厂家都在加紧新车型的设计与开发。由于发动机、底盘设计制造技术基本成熟，新车型主要体现在电子设备及车身造型上。在轿车新品种的研发过程中，轿车车身覆盖件具有形状复杂、结构尺寸大、精度高、表面质量要求严格等特点。通过三维激光扫描测量技术和设备的使用能很好的减少新车型的开发成本、缩短新车型的开发周期、提高新产品的市场竞争力。据统计目前在一种新车型开发中有40%的设计师与工程师在从事与车身覆盖件相关的工作。覆盖件质量的好坏决定了新车型开发的成败。本文拟以某车型的侧翼覆盖件成形为研究对象，应用三维激光扫描测量技术对其成形后的实际变形情况进行分析，为确定其成形参数作参考。
1 三维激光扫描测量原理
三维激光扫描系统通过脉冲测距法采集获得测距观测值S，精密时钟控制编码器同步测量每个激光脉冲的横向扫描角度观测值α和纵向扫描角度观测值θ。三维测量一般使用仪器内部坐标系统，x轴在横向扫描面内，Y轴在横向扫描面内与x轴垂直，z轴与横向扫描面垂直，由此得到三维激光点Pa(Xa，Ya，Za)坐标的计算公式（1），其三维激光点坐标***如***1所示：
***1 三维激光点坐标***
2 三维激光扫描测量技术的应用
***2所示为一新车型侧翼覆盖件的三维***形。该侧翼覆盖件经成形模具冲压成形后一般由相关的冶具进行检测，以确定其是否合格。冶具检测主要是检测侧翼覆盖件相关固定位置的精度以及冶具和塞尺共同使用对其变形量进行有限的检测。受冶具检测的限制，无法检测其变薄量、曲面弧度、弯曲角度等相关精度，使得侧翼覆盖件在装配中无法得到设计的效果。针对此种状况采用三维激光扫描测量技术能够很好的检测其相关精度。
***2 侧翼覆盖件三维***
***3为激光扫描后经相关的软件对点云进行处理后的侧翼覆盖件***形。***4为三维***形与激光扫描处理后***形进行的叠拼***。通过相关的软件处理后可以看出其变形量的分布情况，如***5、6、7所示。
3 结语
本文通过对三维激光扫描测量原理进行分析并利用相关的设备对某车型的侧翼覆盖件成形后的质量进行研究，表明了利用三维激光扫描测量技术对成形件进行实时检测以控制其成形质量。结果表明，采用该技术可以适时的监测其成形质量，为整车的装配做好技术准备。
参考文献：
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[2] Tssi R Y. An effcient and accurate calibration technique for 3-Dmachine vision [A]. Proc CVPB 86[C]. Miami FL,1986:364-374.
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[4] 祝世平,等. 工件特征点三维坐标视觉测量方法综述[J]..光学精密工程. 1994.
3-D Laser Scanning Measurement Technology in the Application of the Formation of Automobile Panels
Ye Sheng
(Electromechanical and Automation Engineering Department, Fujian University of Technology, Fuzhou 350108, China)