无损检测技术是在现代科学基础上产生和发展起来的检测技术,它借助于先进的仪器和设备,在不损坏、不改变被检测对象的使用性能的前提下,对被检测对象的内部结构和表面状态等进行检查和检测,借以评价被检测对象的连续性、完整性、安全性等。无损检测技术作为一种有效的检测手段,已经被广泛应用于我国工业建设、经济建设的各个领域。
编者根据多年来无损检测新技术课程的教学实践体会和科研工作经验,参考了近年来无损检测新技术方面的研究成果,以大连理工大学无损检测专业方向本科生专业课 无损检测新技术讲义为基础,经过较为全面的修改、补充,编写了《无损检测新技术原理与方法》。本书介绍的五种新技术是相对于五种常规无损检测技术而言的,五种新技术分别为声发射检测技术、红外检测技术、微波检测技术、激光全息检测技术和声振检测技术 在生产实践中,这五种新技术都随时代的发展、科技的进步得到了广泛而深入的应用。针对书中提及的各种检测技术,编者力图应用通俗易懂、言简意赅的语言,深入浅出地阐述其检测原理、检测基础、检测方法与检测系统,使读者对各种检测新技术的知识内涵、发展前景有较为全面的了解和深入的认识。本书面向高等院校无损检测专业本、专科学生,也可作为其他相关专业学生和广大无损检测工作者的参考用书。
本书在内容选择及编写上具有以下特点:
(1)突出新技术。本书着重介绍无损检测领域发展和成熟的新技术,对于传统的五大类无损检测技术(超声、射线、渗透、磁粉、涡流)只做简略介绍。
(2)立足于实用。本书围绕各种检测技术的特点,深入浅出地介绍其工作原理、工艺方法和系统。
(3)简单易懂,图文并茂,具有一定的趣味性。通过一些科学故事的引用,突出理论基 础的介绍,弱化理论分析。 本书得到了大连理工大学教材建设立项资助,感谢大连理工大学教材建设委员会、教务处以及材料科学与工程学院有关领导和专家的大力支持。
本书由大连理工大学李萍、辽宁石油化工大学宋天民主编。其中,第1~4章由李萍负责编写,第5章由宋天民负责编写。全书由宋天民统稿并后定稿。
由于这些新技术仍在不断补充和发展,加之编者的水平所限,书中是会存在疏漏不当之处,敬请专家和学者批评指正,以使教材日趋完善。
第1章 声发射检测技术原理与方法 /1
1.1 声发射检测技术概述 / 1
1.1.1 声发射现象及其基本特征 / 1
1.1.2 声发射与声发射检测技术 / 1
1.1.3 声发射检测技术的特点 / 3
1.1.4 声发射检测技术的原理 / 4
1.1.5 声发射检测技术的发展 历程 / 5
1.1.6 声发射检测技术的作用 / 7
1.2 声发射检测技术基础 / 7
1.2.1 声发射检测信号的产生 / 7
1.2.2 声发射检测信号的传播 / 8
1.2.3 声发射检测信号的衰减 / 9
1.2.4 声发射检测信号的特征 / 10
1.2.5 声发射检测信号的类型 / 10
1.3 声发射检测方法 / 11
1.3.1 描述声发射检测信号的基本参数 / 11
1.3.2 声发射检测过程的表征 / 13
1.3.3 提高信噪比的措施 / 17
1.3.4 声发射检测频率窗口的选择 / 18
1.3.5 声发射源定位 / 18
1.4 声发射检测系统 / 23
1.4.1 声发射检测系统的特性 / 23
1.4.2 声发射检测系统的组成 / 24
1.4.3 典型的声发射检测系统 / 28
1.5 缺陷有害度评价 / 31
1.5.1 缺陷有害度评价方法 / 31
1.5.2 缺陷有害度综合评价方法 / 32
1.5.3 声发射检测技术可靠性评价 / 33
第2章 红外检测技术原理与方法 / 36
2.1 红外检测技术概述 / 36
2.1.1 红外检测技术的原理 / 36
2.1.2 红外检测技术的特点 / 36
2.2 红外检测技术基础 / 38
2.2.1 红外线的发现和认识 / 38
2.2.2 红外线的产生、传播与能量衰减 / 39
2.2.3 红外线的特点 / 39
2.2.4 红外辐射的基本概念 / 40
2.2.5 红外辐射的基本定律 / 42
2.3 红外检测方法 / 45
2.3.1 红外检测方法概述 / 45
2.3.2 红外检测的激励源和激励方式 / 47
2.3.3 缺陷的定性、定位与定量 / 48
2.3.4 实施红外检测的基本要求 / 48
2.4 红外检测系统 / 50
2.4.1 红外检测系统的基本组成 / 50
2.4.2 红外探测器 / 52
2.4.3 典型的红外检测仪器 / 59
2.5 红外诊断技术 / 75
2.5.1 红外诊断技术概述 / 75
2.5.2 红外诊断技术类型 / 77
2.5.3 红外诊断方法 / 79
2.5.4 影响红外诊断的因素 / 80
第3章 微波检测技术原理与方法 / 84
3.1 微波检测技术概述 / 84
3.1.1 微波检测技术原理 / 84
3.1.2 微波检测技术特点 / 84
3.2 微波检测技术基础 / 85
3.2.1 微波基本性质概述 / 85
3.2.2 微波技术的发展 / 86
3.2.3 微波的产生 / 87
3.2.4 微波的物理特性 / 87
3.2.5 微波在介质中的传播 / 89
3.2.6 表征微波性质的两个电磁参数 / 93
3.3 微波检测方法 / 94
3.3.1 穿透法 / 95
3.3.2 反射法 / 96
3.3.3 散射法 / 98
3.3.4 驻波法 / 98
3.3.5 常用的微波检测方法 / 99
3.4 微波检测系统 / 102
3.4.1 微波测试计 / 102
3.4.2 微波信号源(微波发生器) / 104
3.4.3 微波传输线 / 104
3.4.4 微波探头(微波传感器) / 105
3.4.5 典型的微波测试装置 / 107
第4章 激光全息检测技术原理与方法 / 117
4.1 激光全息检测技术概述 / 117
4.1.1 全息照相 / 117
4.1.2 全息干涉计量技术 / 119
4.1.3 激光全息无损检测 / 119
4.1.4 激光全息无损检测的 应用 / 122
4.2 激光全息检测技术基础 / 122
4.2.1 激光的形成 / 122
4.2.2 激光发生器 / 130
4.2.3 激光全息照相 / 140
4.2.4 激光使用的安全防护 / 149
4.3 激光全息干涉计量技术 / 151
4.3.1 激光全息干涉计量技术的类型 / 151
4.3.2 激光全息照相干涉计量技术的加载 / 154
4.4 激光全息检测系统 / 158
4.4.1 激光器(激光光源) / 158
4.4.2 减振工作平台 / 158
4.4.3 激光全息照相光学元件 / 159
4.4.4 漫射照明设备 / 162
4.4.5 记录与再现像读出系统 / 162
4.4.6 典型的激光全息照相系统 / 166
第5章 声振检测技术原理与方法 / 170
5.1 声振检测概述 / 170
5.1.1 声振检测技术的由来 / 170
5.1.2 声振检测技术的分类 / 171
5.2 声振检测技术基础 / 174
5.2.1 机电类比概述 / 174
5.2.2 典型的机电类比 / 176
5.2.3 力阻抗 / 178
5.2.4 衡量胶接质量的基本参数 / 179
5.3 声振检测方法 / 180
5.3.1 声阻法检测 / 180
5.3.2 声谐振法检测 / 186
5.3.3 涡流声检测 / 193
5.3.4 定距发送/接收检测 / 195
5.3.5 综合声学检测技术 / 197
5.4 声振检测系统 / 198
5.4.1 声阻法检测系统 / 198
5.4.2 谐振法检测系统 / 201
5.4.3 涡流声检测系统 / 205
参考文献 / 207