先進超聲檢測技術(shù)的研究應用進展

王知穎

（鋼鐵研究總院，北京 100086）

對現(xiàn)代社會而言，先進的超聲檢測技術(shù)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎。隨著科學技術(shù)的不斷提高和現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，使得產(chǎn)品不但在結(jié)構(gòu)上越來越復雜，而且使用的材料也越來越先進。這無疑加大了產(chǎn)品的檢測難度，同時對檢測技術(shù)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的檢測技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代工業(yè)檢測的需要，在此情況下，先進超聲檢測技術(shù)逐漸進入人們的視野。先進超聲檢測技術(shù)不僅能夠適應惡劣的檢測環(huán)境，而且具有較強的檢測信號，因此越來越受到人們的認可。文章主要針對先進超聲檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀和應用現(xiàn)狀做了描述，并針對目前所面臨的難點進行了總結(jié)。

1 先進超聲檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀

超聲檢測技術(shù)并不是一門單獨的學科，它是由光學、聲學、電學、材料學等等所構(gòu)成的一門綜合型學科。超聲檢測技術(shù)從起初的發(fā)展應用到大規(guī)模的發(fā)展，是國內(nèi)學專家學者共同努力的結(jié)果。

1.1 國外研究現(xiàn)狀

美國學者Yahiro 等人通過超聲在傳播過程中的可逆性，由固定的換能器來接收超聲傳播的信號，在此過程中還原了超聲檢測中被檢物體的傳播的過程。這一研究的進行對傳統(tǒng)的超聲檢測技術(shù)提出了一種新的可視化技術(shù)。英國學者Gogrn 在檢測商業(yè)產(chǎn)品封裝焊點質(zhì)量的過程中，采用超聲檢測技術(shù)，主要是用來檢測焊料凸點缺陷。這項研究為超聲波質(zhì)量檢測搭建了一個平臺。美國學者Chiaor 為了證明超聲檢測技術(shù)可以應用于復雜形狀，采用激光超聲波掃描，證實了相鄰波減法的異常播傳播的方法。此項研究又為超聲檢測技術(shù)的發(fā)展提供了前進的方向。美國學者Kanidbe 通過研制特殊的激光超聲換能器，然后用這種特殊的換能器接收信號，在超聲波速度和鋼軌壓力張力變化的基礎上，證明激光超聲換能器在現(xiàn)實中應用的可行性。

1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

在我國，倪晨等人進行激光源產(chǎn)生超聲波的機制和超聲波信號在材料中的傳播過程的研究，在此過程中，采用掃描激光源的方法對金屬材料表面的損傷進行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用超聲檢測技術(shù)檢測材料損傷具有較高的準確性。董利明通過試驗和數(shù)值兩個方面，應用超聲檢測技術(shù)對金屬殘余的應力進行檢測，實驗結(jié)果表明，應用超聲檢測技術(shù)對金屬殘余余力有檢測的可行性。

以上分析可以看出，在國內(nèi)外專家學者的共同努力下，超聲檢測技術(shù)的應用范圍逐漸擴大，也逐漸得到人們的認可。雖然國外在超聲無損檢測技術(shù)方面的應用較早，發(fā)展也更為迅速，但是隨著我國工業(yè)生產(chǎn)需求加大和人們對超聲檢測技術(shù)的認可，近些年來，先進超聲檢測技術(shù)在我國也取得了豐碩的成果。通過國內(nèi)外研究人員的共同努力，先進超聲檢測技術(shù)將會有更廣闊的發(fā)展前景。

2 先進超聲檢測技術(shù)的應用現(xiàn)狀

隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，超聲檢測技術(shù)也得到了明顯地提高。在目前工業(yè)生產(chǎn)中，先進超聲檢測依靠絕對的優(yōu)勢得到大家的認可，在諸多行業(yè)得到廣泛應用。

2.1 在鋼軌車軌領域的應用

在鋼軌車軌領域，由于列車使用車軌的頻率較高，并且大部分時間列車的負載較重，給車軌造成了過大的負擔。因此，做好鋼軌車軌的精確檢測工作，是保證列車安全運行和快速運行的基礎。但是對軌道的缺陷進行檢測時，由于對車軌地表下斜裂紋和速度的檢測都要確保實時性，況且車軌的裂縫很深，寬度太窄，需要高度敏感的探測技術(shù)。后者要求不接觸、高速和高效率的檢查。因為鐵路檢測時間較短。超聲無損檢測技術(shù)具有非接觸性，并且采用超聲檢測技術(shù)對檢測的位置比較靈活，靈敏度又高，因此，先進超聲檢測技術(shù)在鋼軌車軌領域得到廣泛的應用。

2.2 航空航天領域的應用

在航空航天領域，由于采用的復合材料具有較大的特殊性，主要體現(xiàn)在具有抗疲勞、抗腐蝕、減震性和低密度的優(yōu)良特點，所以在進行航空航天領域的復合材料檢測中，要求對復合材料的缺陷進行檢測是十分重要的，同時要求也非常嚴格。但是航空航天領域的結(jié)構(gòu)比較復雜，其他探測探針在進行檢測時有些被檢測部位不容易達到，使用先進超聲檢測技術(shù)，可以作用于各種復雜表面，并且具有較高的準確率和效率。

2.3 管道巖體領域的應用

在管道巖體領域，由于巖體在開采的過程中，很容易在應力的作用下失去平衡，引發(fā)事故。因此，在進行巖體開采時，需要對管道巖體進行精確的檢測，從而確定巖體的結(jié)構(gòu)特征和應力變化規(guī)律。并且在開采的過程中，還要對巖體進行實時監(jiān)測，根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)的變化不斷變化開采的方式，以保證作業(yè)的安全。

3 先進超聲檢測技術(shù)面臨的難點問題

先進的超聲檢測技術(shù)作為一種新型的無損檢測方法，與其他無損檢測技術(shù)相比具有獨特的優(yōu)勢。雖然它已經(jīng)得到了很好的發(fā)展和廣泛的應用，但仍有一些關(guān)鍵問題有待解決。雖然超聲檢測技術(shù)在飛機復雜結(jié)構(gòu)復合材料的檢測中具有很好的優(yōu)勢，并已得到廣泛應用，但傳統(tǒng)的超聲檢測系統(tǒng)考慮到檢測速度和成本，對平板仍有一定的優(yōu)勢。需要發(fā)展一種高脈沖、高重復的激光技術(shù)，同時要配備能夠連續(xù)一段時間接收信號的接收激光。因此，對于先進超聲檢測技術(shù)還需要進行大量的研究。因為在進行光聲能量轉(zhuǎn)換的過程中，效率非常低，導致超聲檢測的信號不夠強，在一定程度上影響缺損檢測的精確性。在目前使用超聲檢測技術(shù)過程中，可以通過增加激光的能量解決這一問題，但是值得注意的是，如果一味地增加賈光的能量，雖然增強了信號的強度，但是也會對被檢測物體造成一定的損壞。為了更好滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需要，更為精確的應用先進超聲進行檢測，需要高度融合現(xiàn)代化的智能化、自動化設備技術(shù)，以提高超聲檢測的精確度。

4 結(jié) 語

綜上所述，在先進超聲檢測技術(shù)的應用上，目前雖然取得了較大的成果。但是面對科學技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，需要不斷加強超聲檢測技術(shù)，以滿足現(xiàn)代市場的需求。雖然，目前在超聲檢測技術(shù)上存在一些發(fā)展的難題，但是國內(nèi)外的研究人員，從未停止過對超聲檢測技術(shù)的探索，這些困難最終會得到解決。未來超聲檢測技術(shù)將得到更廣泛的應用。前景廣闊得多。