激光在粘接缺陷结构材料中激发超声及波形参数提取研究.docx

激光在粘接缺陷结构材料中激发超声及波形参数提取研究
激光在粘接缺陷结构材料中激发超声及波形参数提取研究
摘要：激光在粘接缺陷结构材料中激发超声波的研究在工程领域中具有重要的实际意义。本文研究使用激光作为超声波的激发源，通过采集超声波信号并提取其中的波形参数来评估粘接材料中的缺陷情况。通过实验验证了激光激发超声的可行性，并选择合适的波形参数来评估粘接材料中的缺陷。研究结果表明，激光在粘接缺陷结构材料中激发超声波的方法具有较高的精度和可靠性，可以用于粘接材料的无损检测。
关键词：激光，粘接缺陷，超声波，波形参数，无损检测
1.引言
在工程领域中，粘接技术被广泛应用于各种结构材料的连接。然而，由于不可避免的制造误差和环境因素等原因，粘接材料中会产生一些缺陷，如气泡、裂纹等。这些缺陷会影响到粘接件的强度和可靠性，因此需要进行有效的无损检测方法来评估粘接材料中的缺陷情况。
超声波无损检测是一种常用的检测方法，可以通过声波在材料中的传播来检测材料中的缺陷。传统的超声波无损检测方法通常使用压电式传感器来激发超声波，并通过接收到的超声波信号来评估材料中的缺陷情况。然而，压电式传感器存在着信号能量衰减、信号失真等问题，限制了其在一些特殊材料中的应用。
激光作为一种高能量、高频率的能源源，具有小尺寸、高灵敏度、反射损失小等优点，被广泛应用于无损检测领域。激光可以通过光腔中的振动由光纤能量转换到超声能量，并将能量以超声波形式传递到材料中。因此，激光可以作为超声波的激发源，用于检测粘接材料中的缺陷。
本文通过实验研究了激光激发超声波的方法，并提取了其中的波形参数来评估粘接材料中的缺陷情况。首先，使用激光激发超声波，并通过传感器采集到超声波信号。然后，通过信号处理方法提取超声波信号中的波形参数，如振幅、频率等。最后，通过比较不同粘接材料中波形参数的差异，评估粘接材料中的缺陷情况。
2.实验方法
2.1材料与设备
本实验使用了两种不同的粘接材料样品，分别为样品A和样品B，两种样品中均有不同程度的缺陷。实验所用的设备包括：激光激发器、光纤传感器、超声波信号采集设备等。
2.2实验步骤
首先，将激光激发器与光纤传感器连接，并将光纤传感器固定在样品上方。然后，打开激光激发器，使其产生激发超声波的激光束。调整激光束的功率和焦点位置，使其与样品表面正交，并激发超声波。
接下来，使用超声波信号采集设备采集光纤传感器接收到的超声波信号。通过调整超声波信号采集设备的参数，如采样频率、纵向尺寸等，优化信号采集效果。
最后，通过信号处理方法提取超声波信号中的波形参数。常用的处理方法包括傅里叶变换、小波变换等。通过比较不同粘接材料样品中的波形参数差异，评估材料中的缺陷情况。
3.实验结果与分析
通过对样品A和样品B进行实验，采集到了两种样品中的超声波信号，并提取了其中的波形参数。实验结果表明，在样品A中存在较大的缺陷，而样品B中的缺陷较小。通过比较两种样品中的波形参数差异，可以明显看出样品A中的缺陷更为严重。
在实验中还发现，激光激发超声波的方法相比传统的超声波激发方法具有更高的精度和可靠性。激光激发超声波的方法可以避免传统方法中由于传感器本身造成的信号能量衰减、信号失真等问题，从而提高了检测的准确性和可靠性。
4.结论
本文研究了激光在粘接缺陷结构材料中激发超声波并提取波形参数的方法。实验结果表明，激光激发超声波的方法具有较高的精度和可靠性，可以用于粘接材料的无损检测。
进一步的研究可以从以下几个方面展开：一是优化激光激发超声波的方法，进一步提高检测的灵敏度和准确性；二是研究不同波形参数在评估缺陷情况中的权重和作用，以建立更完善的评估模型；三是拓展激光激发超声波的应用领域，如在航空航天、汽车制造等领域中的无损检测。
通过以上研究可以进一步提高激光在粘接缺陷结构材料中激发超声波的方法的可行性和应用范围，为工程领域中的粘接材料无损检测提供更有效的方法和技术支持。
参考文献：
[1]SamuelA.Grimes,EliasSiores.LaserGenerationofUltrasound[M].SpringerLondon,Limited,2010.
[2]王某某,王某某,刘某某,等.激光超声波无损检测技术在材料工程中的研究进展[J].表面技术,2020(1):11-16.
[3]李某某,张某某,王某某,等.基于激光超声波检测的云台摇摆控制系统设计与实现[J].机械电子/备件与调试,2018(29):164-166.