Page 70 - 无损检测2025年第三期

李霂维，等：

基于光源调制的弧形激光超声激发特性及缺陷检测应用

3.2 缺陷检测结果分析 为360°时，3 mm宽的缺陷尺寸过小，对激光超声传
在相同能量条件下，当r为6 mm， α 分别为360°， 播的阻碍作用微乎其微，故难以被检测到。相比之
180°和100°时，S-S波在检测过程中的幅值变化情况 下，当α 为180°和100°时，超声波的有效传播面有所
及α 为 100°时的B扫描信号如图 13 所示。由图 13 减小，使得激光超声对微小缺陷的敏感度显著提升，
可知， α 为360°时，仅能检测出6 mm宽的缺陷， α 为 提高了弧形光源对内部缺陷检测的分辨率。对比
180°及100°时能检测出6 mm和3 mm宽的缺陷，且 图13（b），（c）可知， α 为100°时的检测分辨率高于α
在α 为100°时的B扫描成像图中可以清晰地观察到 为180°时的；但随着α 的减小，接收到的信号幅值也
两处缺陷的存在。产生上述现象的主要原因为： α 随之减小，降低了缺陷检测能力。

图 13 α 分别为 360°，180°和 100°时，S-S 波在检测中的幅值变化情况及 α 为 100°时的 B 扫描信号
因此，在相同入射激光能量下， α 为360°时的内 损检测中，可以采用弧形光源透射法提高体波激发
部缺陷检测能力最强，但缺陷分辨率最低； α 为点光 效率，并对工件进行内部缺陷的检测。
源时的缺陷分辨率最高，但超声汇聚能力最弱，内部
参考文献：
缺陷检测能力最弱。
[1] SHIN H J，LEE J R．Development of a long-range
4 结语
multi-area scanning ultrasonic propagation imaging
弧形激光超声具备提高体波激发效率的能力； system built into a hangar and its application on an actual
S-S波的幅值大于L-L波的，可用来作为检测缺陷的 aircraft[J]. Structural Health Monitoring，2017，16（1）：
97-111．
特征波。S-S波的幅值与环半径r及弧心角α 相关，
[2] 曹建树，姬保平，纪卫克. X80 管道内表面裂纹的激
与α 呈正相关，当α 为360°时，其幅值最大。同时弧
光超声检测方法与试验[J]. 油气储运，2021，40（12）：
形激光具备对内部缺陷的检测能力，其检测能力随
1365-1369．
α 的减小而减弱，但检测分辨率随之提高。在不烧 [3] 于忠宁，张宁. 石油储备基地储油罐腐蚀的激光超声检
蚀工件且保证分辨率的前提下，可以适当增大激光 测[J]. 无损检测，2024，46（4）：64-68．
器输出能量，来提高检测能力。因此，在激光超声无 [4] GUO X，CHEN Y X，GUO X，et al．Efficiency

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2025 年 第 47 卷 第 3 期
无损检测