光學無損檢測技術及其應用課件

光學無損檢測技術及其應用2011.12.16蟲公陣汐耽蝕轉謎耪米妙冉裸島妻飄蒲鹵倆渡晉粹案榴醞肛城漢帶實鴕仆光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用2011.12.16蟲公陣汐耽蝕轉謎1目錄一、無損檢測技術概述二、光學無損檢測技術、原理及方法三、基于光學無損檢測技術的應用四、總結及展望舅旦遂燃茬襪希滓沈引壯聲如報舞界捂抒鋪念艷廊土巳呸釁廷擄寫鳴臥啪光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用目錄一、無損檢測技術概述舅旦遂燃茬襪希滓沈引壯聲如報舞界捂抒2一、無損檢測技術概述無損檢測NDT（Non-destructivetesting）利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對象使用性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在缺陷或結構異常，最終了解和評價被檢測對象的性質、狀態(tài)、質量或內部結構的技術。灤釋刪瓷喀涸跳淮漢京曼伯撼殘六遂儡瓜軀綱鵑罰躲瞥傷滯短拔裂桿黑咨光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用一、無損檢測技術概述無損檢測NDT（Non-destruc3無損檢測方法分類

檢測原理無損檢測聲學方法檢測電學方法檢測射線檢測

磁學方法檢測微波和介電方法檢測光學方法檢測熱學方法檢測滲透檢測一、無損檢測技術概述例豫競裝莖犢寫腹曹農(nóng)怔拌合勇子不穿扮凜憊受扁耶沮椎蠅咨舅樁象枯馮光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用無損檢測方法分類檢測原理無聲學方法檢測一、無損檢測技術概述4工程應用中，五大常規(guī)無損檢測技術：渦流檢測（EddycurrentTesting，ET）磁粉檢測（MagneticparticleTesting，MT）滲透檢驗（PenetrateTesting，PT）超聲檢測（UltrasonicTesting，UT）射線檢測（RadiographicTesting，RT）內部缺陷檢測表面開口缺陷檢測表面缺陷檢檢測近表面缺陷檢測已獲工程應用的其他無損檢測方法主要有：聲發(fā)射檢測、計算機層析成像檢測、全息干涉/散斑干涉檢測、泄漏檢測、目視檢測和紅外檢測等。一、無損檢測技術概述治技唬謀辨潭霉傭趁鎂芳懇弟蘸徊吾醬內薔萬腥噴淑肚拙喜頰疫疇締扯玉光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用工程應用中，五大常規(guī)無損檢測技術：渦流檢測（Eddycur5無損檢測技術現(xiàn)狀及發(fā)展

21世紀以來，伴隨著科學技術特別是計算機技術、數(shù)字化與圖像識別技術、人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術和機電一體化技術的大發(fā)展，無損檢測技術獲得了迅速發(fā)展。在航空航天、核技術、武器系統(tǒng)、電站設備、鐵道與造船、石油與化工、建筑、冶金、機械制造等領域中都有廣泛應用。目前，我國擁有17萬無損檢測人員和2000多家無損檢測機構，在國民經(jīng)濟建設與設備安全監(jiān)測中發(fā)揮著重要作用。一、無損檢測技術概述煮鎬匪腥羌輛躍袁島劇塌賄討位冶遙練廳哲烙撈陪哎胚慣瞳皇儲竊棕擻迫光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用無損檢測技術現(xiàn)狀及發(fā)展21世紀以來，伴6自動無損檢測和定量無損檢測微觀缺陷檢測、在線檢測、在役檢測新原理、新方法、新技術的探索研究無損檢測技術發(fā)展方向一、無損檢測技術概述注踴突贖哨藐誣移掠畸雷倦金年訂縣培無音輸漱柒波醞真吩主療嫂掙悟扔光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用自動無損檢測和定量無損檢測微觀缺陷檢測、在線檢測、在役檢測新7光學無損檢測技術概述早期，與超聲、射線、磁學等檢測方法相比,利用光學特性進行無損檢測的應用并不廣泛。然而，伴隨著計算機、圖像處理和纖維光學等新技術的發(fā)展,光學無損檢測方法的實用性獲得了一定的發(fā)展。

激光技術的發(fā)展進一步推動了光學無損檢測方法的發(fā)展，并在無損檢測領域中取得了較大的成果。目前基于光學特性的無損檢測方法主要有全息干涉法、散斑干涉法等。二、光學無損檢測技術、原理及方法狼俞區(qū)費翼降樂舌鮑輩羚威淬顆呻因袁悔惡簿玫和臭娶鑰侵媚謅屬啟烹姚光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術概述早期，與超聲、射線、磁學等檢8二、光學無損檢測技術、原理及方法激光激光是采用人工方法產(chǎn)生的一種特殊的光。由于激光的突出特點而成為全息和散斑檢測設備的光源。He-Ne激光器具方向性好（1mrad以下）、單色性好（線寬小于20Hz）、頻率穩(wěn)定性好（最高頻率穩(wěn)定度5×10-15，重復性3×10-14）、結構簡單、壽命長、價格低廉等優(yōu)點，是目前使用最為廣泛的一種氣體激光器。靳霹彩空諧摟圾片轉簾訊雨掉江老地口煎蜒熬玫抿聶扦位雄某仟茶媳錘悼光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用二、光學無損檢測技術、原理及方法激光靳霹彩空諧摟圾片轉簾訊雨9光的干涉：頻率相同、振動方向相同和位相差恒定的相干光的直接疊加。在相干光相遇的地方，它們相交區(qū)域內各點振動為每列波單獨在該點振動的合成，因此光強有加強和減弱的情況。光的衍射：光束通過小孔、狹縫或物體的細微結構時，光繞過障礙物偏離直線傳播路徑而進入陰影區(qū)里的現(xiàn)象。二、光學無損檢測技術、原理及方法攙肅娠和超僳廷汗患凱艘吵貝施田付帛雄各厲襖吶檸莖迷宇英捎銜扇恫凸光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用光的干涉：光的衍射：二、光學無損檢測技術、原理及方法攙肅娠和10全息干涉法（HolographicInterferometry）

利用全息干涉法進行無損檢測是在全息照相技術的基礎上發(fā)展起來的一種干涉計量技術，即把被檢測物體在兩種不同狀態(tài)下所顯示的全息圖進行比較，從而檢測和計量物體表面和內部的缺陷。二、光學無損檢測技術、原理及方法散斑干涉法（SpeckleInterferometry

）散斑干涉法是指通過對比變形前后的散斑圖的變化，從而高度精確地檢測出物體表面各點的位移。散斑：具有漫反射性質的物體在激光照射下反射的光在空間相干疊加，形成隨即分布的、或明或暗的斑點。散斑隨物體的變形或運動而變化。仰龔掖胖誘黃班禿榨疑傭哨姑瓣砧偵竣爺楊儒港逝喪葵距咒安壽狠椅風痊光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用全息干涉法（HolographicInterferomet11全息照相全息照相是一種記錄被照攝物體反射波全部信息(振幅和位相等)的新型攝影技術。全息照相原理于1948年首先由諾貝爾物理學獎獲得者Gabor博士創(chuàng)立。全息照相主要應用于工業(yè)無損探傷、全息顯微鏡、全息攝影存儲器、全息電影和電視等許多方面。利用全息照相技術拍攝的照片二、光學無損檢測技術、原理及方法任啊兄連連腹聘植駐闌械銑競硬脂盤霸萎蹦峨癸貨峙雹樞寞攪寂添稍爍督光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用全息照相全息照相是一種記錄被照攝物體反射波全部12光學全息原理

全息記錄：采用照相的方法將物光與參考光相干涉得到的干涉條紋記錄下來，即全息圖。全息再現(xiàn)：全息圖具有光柵狀結構，當用原參考光照射全息圖時，全息圖以光柵的形式產(chǎn)生衍射，其衍射光波與物體光波相似由此構成物體的再現(xiàn)像。物光參考光光源干涉圖（全息圖）二、光學無損檢測技術、原理及方法芬砌棍度榜蛹詫宛精嘗丫聘乃反壁批為渭馬惑盆敗逝簍悟謂顫拄摯離旺廄光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用光學全息原理全息記錄：采用照相的方法將物光13加載

在待檢測物體不受損條件下，對物體施加一定載荷，物體內部缺陷對應的表面在外載荷作用下產(chǎn)生變形。.激光全息無損檢測原理將不同受載情況下的物體表面狀態(tài)用激光全息照相方法記錄下來，進行比較和分析，從而評價被檢物體的質量。激光全息照相利用激光全息照相方法觀察和比較這種變形，并記錄在不同外載荷作用下物體表面的變形情況，通過分析判斷物體內部是否存在缺陷。二、光學無損檢測技術、原理及方法晴孩妙頓榆秉蒸裹貴募膳顛鼓鏈挖逮她嫉擔棚孽衡祭罵沁檢恬順榮為巋液光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用加載在待檢測物體不受損條件下，對物體施加一定載荷14激光全息無損檢測方法

1、激光全息檢測的加載方法

用激光全息照相來檢測物體內部缺陷的實質是比較物體在不同受載情況下的表面光波。因此需要對物體施加載荷，一般使物體表面產(chǎn)生0.2μm的微差位移。常用的加載方式有以下幾種聲加載法熱加載法內部充氣法表面真空法二、光學無損檢測技術、原理及方法鈕基脾汛結襄瓷覺咱權喚侯棘紉荷輪炳陡毖褐蝎隴鋤巢跪瘋緘狀銜傷讕主光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用激光全息無損檢測方法1、激光全息檢測的加載方法聲加載法二、15激光全息無損檢測方法2、物體表面微差位移的觀察方法物體在外載荷作用下，內部缺陷所對應的物體表間產(chǎn)生與其周圍不相同的微差位移。利用激光全息照相的方法進行比較，從而檢測物體內部的缺陷。實時法二次曝光法時間平均法二、光學無損檢測技術、原理及方法予敖莉暢冒克積痰器洶堪秘夜皂掩免活胯惟刁房民范狐條灣閩蜂簧漣棧后光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用激光全息無損檢測方法2、物體表面微差位移的觀察方法實時法二、16激光全息無損檢測技術應用

蜂窩結構檢測復合材料檢測膠接結構檢測藥柱質量檢測充氣輪胎檢測壓力容器檢測印制電路板焊點檢測激光全息輪胎無損檢測系統(tǒng)二、光學無損檢測技術、原理及方法勾誰韓移莖翰訊吐比荒貫垢苞掄嶼斷對畜胡袁半亢烹空突俐爸嗽質淳刪鬧光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用激光全息無損檢測技術應用蜂窩結構檢測激光全息輪胎17Ⅰ、研究背景為應對全球氣候變暖、生態(tài)破壞等現(xiàn)象，國際上制定了一系列加速推動溫室氣體減排、減緩全球變暖趨勢、保護臭氧層政策和法規(guī)，我國也堅定的走綠色環(huán)保可持續(xù)發(fā)展道路。因此，化工制冷行業(yè)迫切需要找到新的環(huán)保制冷劑代替氫氯氟烴(HCFCS)等。氣—液、液—液等之間傳質在化工過程中普遍存在。液相分子擴散系數(shù)是描述質量傳遞的最重要的物性參數(shù),是化工上替代制冷劑研究急需的主要參數(shù)之一。三、基于光學無損檢測技術的應用傳質：體系中由于物質濃度不均勻而發(fā)生的質量轉移過程。在化學工業(yè)中，一般應用的是氣-液系統(tǒng)；液-液系統(tǒng)和固-液系統(tǒng)之間的傳質過程。異勾朝族廊新朋服也暮召纓咐堆汐純傷形幽頁患涸香遭內誣絆矢轅足咨準光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用Ⅰ、研究背景為應對全球氣候變暖、生態(tài)破壞等現(xiàn)象，國際上制定了18本文綜合運用數(shù)字圖像處理技術與光干涉法，提出了一種基于圖像處理技術的測量液相質擴散系數(shù)方法。

在液相質擴散系數(shù)測量原理基礎上,用CCD傳感器取代雙曝光全息干涉法和實時全息干涉法中的感光干板,并記錄干涉條紋圖。由于折射率和溶液濃度存在著一一對應關系,可以通過分析不同時刻的干涉條紋圖獲得溶液濃度的變化,通過換算進而得到質擴散系數(shù)。圖數(shù)字全息干涉圖像處理流程圖三、基于光學無損檢測技術的應用晃泰測誠祭宗攪謊撂氨疚堿現(xiàn)擎垃奉見杭組身暮堅癬栽彝加領豬遏枷疵炒光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用本文綜合運用數(shù)字圖像處理技術與光干涉19Ⅱ、液相質擴散系數(shù)的測定1、液相質擴散系數(shù)的測量原理

Fick第二定律是質擴散系數(shù)實驗測量和理論推算的理論基礎，依據(jù)該定律可得擴散系數(shù)D:式中：ΔZm——溶液濃度變化極值點間的距離；

t0、t1——分別為前后兩張全息圖的曝光時間；物光相位差Δφ的變化和溶液濃度Δc2變化的關系:式中：k——濃度變化和折射率變化之間的比例系數(shù)；

λ——物光波長；

l——擴散槽厚度；三、基于光學無損檢測技術的應用蛋矯場嫩諧施鈍族嗓銀修狙笆椽寞水帆妻蘇埋軸談凋稍佑穴冒課享巨憂催光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用Ⅱ、液相質擴散系數(shù)的測定1、液相質擴散系數(shù)的測量原理Fic20質擴散系數(shù)D液相質擴散系數(shù)的測量原理框圖物光相位差變化Δφ濃度變化的極值點ΔZm曝光時間t0和t1由計算機硬件時鐘獲得三、基于光學無損檢測技術的應用囊馭怖暢脾賺宅慨現(xiàn)更稼盛抬因諷仔痞烏重謎媽奈泛培戀醫(yī)府爵音健么予光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用質擴散系數(shù)D液相質擴散系數(shù)的測量原理框圖物光相位差變化Δφ濃212、實驗平臺構建圖數(shù)字激光全息干涉法質擴散系數(shù)測量光路圖1—He-Ne激光器；2、5、8—平面鏡；3—空域濾波器；4、7—分光棱鏡；6—擴散槽；9—CCD傳感器；10—帶有圖像采集卡的計算機數(shù)字激光全息干涉法質擴散系數(shù)測量原理三、基于光學無損檢測技術的應用筆企鵑反侈腦潮閹挪籠粥餃筍挺刮掣溢駱踢殲拜剛身香摻祿霄新喘沸爆眾光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用2、實驗平臺構建圖數(shù)字激光全息干涉法質擴散系數(shù)測量光路22數(shù)字圖像自動采集系統(tǒng)圖數(shù)字圖像自動采集系統(tǒng)數(shù)字圖像自動采集系統(tǒng)由CCD傳感器,帶有圖像采集卡、存儲軟件和圖像處理軟件的計算機組成。全息干涉圖像信息使用CCD傳感器接收,由圖像采集卡采集后送至計算機進行處理和分析，采集后獲得分辨率為2048×1536的全息干涉圖像。三、基于光學無損檢測技術的應用坪肆酞婉予志麻蕭菠奧半蔓摘芍秒甚粟桌凳做第愧障恿郊痢促乳袖累鹵咯光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用數(shù)字圖像自動采集系統(tǒng)圖數(shù)字圖像自動采集系統(tǒng)23在數(shù)字全息干涉圖像處理過程中，本文采用了全息干涉圖的預處理、全息干涉圖的頻域濾波、數(shù)字全息干涉條紋再現(xiàn)、全息干涉圖相位展開、全息干涉圖的后處理等關鍵技術。本文利用MATLAB軟件對數(shù)字圖像采集系統(tǒng)記錄的全息圖進行分析和處理,清晰地再現(xiàn)了干涉條紋圖。3、數(shù)字全息干涉圖像處理圖數(shù)字全息干涉圖像的處理過程三、基于光學無損檢測技術的應用撣紳鮮污飽概克笆富鉤拒熄暗湃泵命咕芋謠契蓬支看柯廳啦詹托輝顏永輕光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用在數(shù)字全息干涉圖像處理過程中，本文24全息干涉圖的預處理

全息干涉圖的預處理須采取圖像增強技術,主要有空域法和頻域法。其目的是為了改善圖像的視覺效果,提高圖像的清晰度和工藝的適應性,同時便于人和計算機的分析與處理,滿足圖像的復制或再現(xiàn)要求。圖全息干涉原始圖像及其直方圖圖均值化后全息干涉圖像及其直方圖均值化修改后,直方圖的灰度間隔被拉大了,更有利于圖像的分析與識別。三、基于光學無損檢測技術的應用品定騙漂湯視算穗巡抬站寶悄強浮壯購漠步獻抗淪懦胸謠蹄梢透釜貌鷗帚光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用全息干涉圖的預處理全息干涉圖的預處理須采取25全息干涉圖的預處理中值濾波是一種典型的低通濾波器,主要目的是保護圖像邊緣,同時可去除噪聲。中值濾波后的全息干涉圖像,經(jīng)過圖像增強、濾波等預處理后，全息圖條紋更加平滑,對比度明顯增強,有利于進一步的數(shù)字處理。圖全息干涉原始圖像圖中值濾波后的全息干涉圖像中值濾波三、基于光學無損檢測技術的應用絞記吩陀凱梳胰吶啤爐換傾藕怔洶悲肩憨憂拷及枷謠儈仟梢響捆邑喻汝完光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用全息干涉圖的預處理中值濾波是一種典型的低通濾波器26全息干涉圖的頻域濾波

對全息干涉圖進行傅立葉變換,可得到全息干涉圖的傅立葉頻譜信息，反映物光的真實相位。圖全息干涉圖傅里葉變換頻譜信息圖濾波后的全息干涉圖頻譜信息C1代表參考光的直透部分；C2代表物體各點的自相干以及物體各點之間的互相干項,經(jīng)過移頻后它們出現(xiàn)在圖像的中心位置(頻譜中心),C3是原始物光波前的準確再現(xiàn)。三、基于光學無損檢測技術的應用逞開妒卯缺循吱椅耶褲孜鞠醬附磐艘烈覽始森任再只酬推蔽竣兄掉晰覆犬光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用全息干涉圖的頻域濾波對全息干涉圖進行傅立葉變換27數(shù)字全息干涉條紋再現(xiàn)對在兩個不同時刻得到全息圖的頻譜信息進行反傅立葉變換,可以得到原始物光波的真實相位。圖數(shù)字全息干涉條紋再現(xiàn)三、基于光學無損檢測技術的應用鎂聳艘兇母誠乳鈕瞪黔臉瞪惋烽尼隕娛崔禽創(chuàng)翹樁躍幟句須韌探飯?zhí)饾u差光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用數(shù)字全息干涉條紋再現(xiàn)對在兩個不同時刻得到全息圖28數(shù)字全息干涉條紋再現(xiàn)對在兩個不同時刻得到全息圖的頻譜信息進行反傅立葉變換,可以得到原始物光波的真實相位。圖相位展開前的物光相位差信息圖相位展開后的物光相位差信息三、基于光學無損檢測技術的應用竭阮黍攣寄汽更那異漓椰啞岔美展乙蠟懈水拖豪露澡炒渭籽曬執(zhí)訓物揩紐光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用數(shù)字全息干涉條紋再現(xiàn)對在兩個不同時刻得到全息圖29全息干涉圖的后處理

本文中，全息干涉圖的后處理包括物光相位分布的展開和獲取物光真實的相位差。通過測量相位展開后的物光相位差極值點間的距離，從而得到在擴散方向上濃度變化極值點間的距離ΔZm,拍攝全息圖的時間t0、t1可通過圖像自動存儲軟件獲得,由計算公式可得到質擴散系數(shù)。三、基于光學無損檢測技術的應用模僻豆蹄出叛壽陸禿擒瘓贏汾勞眶瘡先條涪蠶嗆洛褪聘退傳嚙緯登佑腋疾光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用全息干涉圖的后處理本文中，全息干涉圖的后處理包30Ⅲ、實驗測試結果激光全息干涉裝置的可靠性驗證溶液：濃度為0.33mol/l的KCl水溶液溫度：298.15K溫度表1KCL水溶液在298.15K下質擴散系數(shù)總相對誤差：激光全息干涉裝置是精確的和可靠的三、基于光學無損檢測技術的應用忻投又翠釜病爺梨舶網(wǎng)淆嬸裳戊笛衫蘸悅炭頸九由驗燼賺冕鈉李惋鍬薪傾光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用Ⅲ、實驗測試結果激光全息干涉裝置的可靠性驗證表1KCL水溶31Ⅳ、結論本文利用He-Ne激光器、CCD和圖像采集系統(tǒng)等設備組成了基于數(shù)字激光全息干涉法測量液相質擴散系數(shù)的實驗系統(tǒng)；本實驗系統(tǒng)中，采用了預處理、頻域濾波、干涉條紋再現(xiàn)、相位展開、后處理等關鍵技術對全息干涉圖進行了處理,獲得了相位展開后的物光相位差,從而為獲得質擴散系數(shù)奠定了基礎；本實驗系統(tǒng)中,選取濃度為0.33mol/l的KCl水溶液在298.15K溫度條件下進行質擴散系數(shù)實驗。將實驗值與文獻值相比，驗證了實驗系統(tǒng)的精確性和可靠性,為化工工程上研究替代制冷劑急需的質擴散系數(shù)測量提供了一個有效的方法。三、基于光學無損檢測技術的應用洛滄攻卞顯橋炒斌烽小冰姓藥審汀莖脅肢惕旺寸獄校鴕箱伐彌恃孕坍蠟詛光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用Ⅳ、結論本文利用He-Ne激光器、CCD和圖像采集系統(tǒng)等設備32

以光學為基礎的NDT方法仍在不斷發(fā)展和探索中。利用光學特性對物體進行無損檢測具有以下特點：可實現(xiàn)快速大面積檢測可實現(xiàn)遠距離無接觸式探測物體缺陷容易判斷檢測直觀、安全無毒、無射線危害可實時或瞬時觀察缺陷變化情況精度高、靈敏度高四、總結及展望酸鍛塞廖囂璃售枯謗廚詣紡賒美墅掙糙緞碴捐鹿照毛邊標丁房鎊秒喧錨楊光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用以光學為基礎的NDT方法仍在不斷發(fā)展和探索中。利用33實際應用過程中，光學無損檢測技術也存在一定得局限:一般需應力干擾,某些技術還只限于在實驗室中進行,有一定的防震避光要求對物體表面有一定的要求對物體深層缺陷不敏感條紋圖信息的提取和解釋,需要一定的專業(yè)知識四、總結及展望耙爪賣嵌評綸演佑軟或續(xù)嚏雀骯秩宦蓮霹待腐拂琉移仇踴竭宣皚懈麓依寒光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用實際應用過程中，光學無損檢測技術也存在一定得局限:34

無損檢測與評價方法中,每一種方法的檢測原理各異，都有其獨特的優(yōu)點,同時也存在著不足。在實際應用過程中應該根據(jù)實際選擇最適宜的無損檢測方法，應用正確的檢測技術，在最適當?shù)臅r機進行檢測，正確評價檢測獲得的信息，才能充分發(fā)揮其功效。伴隨著光學技術的不斷發(fā)展,同時光機電技術和計算機圖像處理技術的不斷完善,必將使光學無損檢測技術獲得進一步的應用和發(fā)展,涉及到更多領域。四、總結及展望鉑楓鋤磊犬屬抿映侗距弛磐刺刁毗或始湘概往義策滑蛆竟測重菜柒擒杏弛光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用無損檢測與評價方法中,每一種方法的檢測原35ThankYou!售泄瑪鋸籍泊唉滯桃兔胃是瑰呻陶怖囑旦速褲淘涸臟俯棘卜踢律智辨抵足光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用ThankYou!售泄瑪鋸籍泊唉滯桃兔胃是瑰呻陶怖囑旦速36光學無損檢測技術及其應用2011.12.16蟲公陣汐耽蝕轉謎耪米妙冉裸島妻飄蒲鹵倆渡晉粹案榴醞肛城漢帶實鴕仆光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用2011.12.16蟲公陣汐耽蝕轉謎37目錄一、無損檢測技術概述二、光學無損檢測技術、原理及方法三、基于光學無損檢測技術的應用四、總結及展望舅旦遂燃茬襪希滓沈引壯聲如報舞界捂抒鋪念艷廊土巳呸釁廷擄寫鳴臥啪光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用目錄一、無損檢測技術概述舅旦遂燃茬襪希滓沈引壯聲如報舞界捂抒38一、無損檢測技術概述無損檢測NDT（Non-destructivetesting）利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對象使用性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在缺陷或結構異常，最終了解和評價被檢測對象的性質、狀態(tài)、質量或內部結構的技術。灤釋刪瓷喀涸跳淮漢京曼伯撼殘六遂儡瓜軀綱鵑罰躲瞥傷滯短拔裂桿黑咨光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用一、無損檢測技術概述無損檢測NDT（Non-destruc39無損檢測方法分類

檢測原理無損檢測聲學方法檢測電學方法檢測射線檢測

磁學方法檢測微波和介電方法檢測光學方法檢測熱學方法檢測滲透檢測一、無損檢測技術概述例豫競裝莖犢寫腹曹農(nóng)怔拌合勇子不穿扮凜憊受扁耶沮椎蠅咨舅樁象枯馮光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用無損檢測方法分類檢測原理無聲學方法檢測一、無損檢測技術概述40工程應用中，五大常規(guī)無損檢測技術：渦流檢測（EddycurrentTesting，ET）磁粉檢測（MagneticparticleTesting，MT）滲透檢驗（PenetrateTesting，PT）超聲檢測（UltrasonicTesting，UT）射線檢測（RadiographicTesting，RT）內部缺陷檢測表面開口缺陷檢測表面缺陷檢檢測近表面缺陷檢測已獲工程應用的其他無損檢測方法主要有：聲發(fā)射檢測、計算機層析成像檢測、全息干涉/散斑干涉檢測、泄漏檢測、目視檢測和紅外檢測等。一、無損檢測技術概述治技唬謀辨潭霉傭趁鎂芳懇弟蘸徊吾醬內薔萬腥噴淑肚拙喜頰疫疇締扯玉光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用工程應用中，五大常規(guī)無損檢測技術：渦流檢測（Eddycur41無損檢測技術現(xiàn)狀及發(fā)展

21世紀以來，伴隨著科學技術特別是計算機技術、數(shù)字化與圖像識別技術、人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術和機電一體化技術的大發(fā)展，無損檢測技術獲得了迅速發(fā)展。在航空航天、核技術、武器系統(tǒng)、電站設備、鐵道與造船、石油與化工、建筑、冶金、機械制造等領域中都有廣泛應用。目前，我國擁有17萬無損檢測人員和2000多家無損檢測機構，在國民經(jīng)濟建設與設備安全監(jiān)測中發(fā)揮著重要作用。一、無損檢測技術概述煮鎬匪腥羌輛躍袁島劇塌賄討位冶遙練廳哲烙撈陪哎胚慣瞳皇儲竊棕擻迫光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用無損檢測技術現(xiàn)狀及發(fā)展21世紀以來，伴42自動無損檢測和定量無損檢測微觀缺陷檢測、在線檢測、在役檢測新原理、新方法、新技術的探索研究無損檢測技術發(fā)展方向一、無損檢測技術概述注踴突贖哨藐誣移掠畸雷倦金年訂縣培無音輸漱柒波醞真吩主療嫂掙悟扔光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用自動無損檢測和定量無損檢測微觀缺陷檢測、在線檢測、在役檢測新43光學無損檢測技術概述早期，與超聲、射線、磁學等檢測方法相比,利用光學特性進行無損檢測的應用并不廣泛。然而，伴隨著計算機、圖像處理和纖維光學等新技術的發(fā)展,光學無損檢測方法的實用性獲得了一定的發(fā)展。

激光技術的發(fā)展進一步推動了光學無損檢測方法的發(fā)展，并在無損檢測領域中取得了較大的成果。目前基于光學特性的無損檢測方法主要有全息干涉法、散斑干涉法等。二、光學無損檢測技術、原理及方法狼俞區(qū)費翼降樂舌鮑輩羚威淬顆呻因袁悔惡簿玫和臭娶鑰侵媚謅屬啟烹姚光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術概述早期，與超聲、射線、磁學等檢44二、光學無損檢測技術、原理及方法激光激光是采用人工方法產(chǎn)生的一種特殊的光。由于激光的突出特點而成為全息和散斑檢測設備的光源。He-Ne激光器具方向性好（1mrad以下）、單色性好（線寬小于20Hz）、頻率穩(wěn)定性好（最高頻率穩(wěn)定度5×10-15，重復性3×10-14）、結構簡單、壽命長、價格低廉等優(yōu)點，是目前使用最為廣泛的一種氣體激光器。靳霹彩空諧摟圾片轉簾訊雨掉江老地口煎蜒熬玫抿聶扦位雄某仟茶媳錘悼光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用二、光學無損檢測技術、原理及方法激光靳霹彩空諧摟圾片轉簾訊雨45光的干涉：頻率相同、振動方向相同和位相差恒定的相干光的直接疊加。在相干光相遇的地方，它們相交區(qū)域內各點振動為每列波單獨在該點振動的合成，因此光強有加強和減弱的情況。光的衍射：光束通過小孔、狹縫或物體的細微結構時，光繞過障礙物偏離直線傳播路徑而進入陰影區(qū)里的現(xiàn)象。二、光學無損檢測技術、原理及方法攙肅娠和超僳廷汗患凱艘吵貝施田付帛雄各厲襖吶檸莖迷宇英捎銜扇恫凸光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用光的干涉：光的衍射：二、光學無損檢測技術、原理及方法攙肅娠和46全息干涉法（HolographicInterferometry）

利用全息干涉法進行無損檢測是在全息照相技術的基礎上發(fā)展起來的一種干涉計量技術，即把被檢測物體在兩種不同狀態(tài)下所顯示的全息圖進行比較，從而檢測和計量物體表面和內部的缺陷。二、光學無損檢測技術、原理及方法散斑干涉法（SpeckleInterferometry

）散斑干涉法是指通過對比變形前后的散斑圖的變化，從而高度精確地檢測出物體表面各點的位移。散斑：具有漫反射性質的物體在激光照射下反射的光在空間相干疊加，形成隨即分布的、或明或暗的斑點。散斑隨物體的變形或運動而變化。仰龔掖胖誘黃班禿榨疑傭哨姑瓣砧偵竣爺楊儒港逝喪葵距咒安壽狠椅風痊光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用全息干涉法（HolographicInterferomet47全息照相全息照相是一種記錄被照攝物體反射波全部信息(振幅和位相等)的新型攝影技術。全息照相原理于1948年首先由諾貝爾物理學獎獲得者Gabor博士創(chuàng)立。全息照相主要應用于工業(yè)無損探傷、全息顯微鏡、全息攝影存儲器、全息電影和電視等許多方面。利用全息照相技術拍攝的照片二、光學無損檢測技術、原理及方法任啊兄連連腹聘植駐闌械銑競硬脂盤霸萎蹦峨癸貨峙雹樞寞攪寂添稍爍督光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用全息照相全息照相是一種記錄被照攝物體反射波全部48光學全息原理

全息記錄：采用照相的方法將物光與參考光相干涉得到的干涉條紋記錄下來，即全息圖。全息再現(xiàn)：全息圖具有光柵狀結構，當用原參考光照射全息圖時，全息圖以光柵的形式產(chǎn)生衍射，其衍射光波與物體光波相似由此構成物體的再現(xiàn)像。物光參考光光源干涉圖（全息圖）二、光學無損檢測技術、原理及方法芬砌棍度榜蛹詫宛精嘗丫聘乃反壁批為渭馬惑盆敗逝簍悟謂顫拄摯離旺廄光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用光學全息原理全息記錄：采用照相的方法將物光49加載

在待檢測物體不受損條件下，對物體施加一定載荷，物體內部缺陷對應的表面在外載荷作用下產(chǎn)生變形。.激光全息無損檢測原理將不同受載情況下的物體表面狀態(tài)用激光全息照相方法記錄下來，進行比較和分析，從而評價被檢物體的質量。激光全息照相利用激光全息照相方法觀察和比較這種變形，并記錄在不同外載荷作用下物體表面的變形情況，通過分析判斷物體內部是否存在缺陷。二、光學無損檢測技術、原理及方法晴孩妙頓榆秉蒸裹貴募膳顛鼓鏈挖逮她嫉擔棚孽衡祭罵沁檢恬順榮為巋液光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用加載在待檢測物體不受損條件下，對物體施加一定載荷50激光全息無損檢測方法

1、激光全息檢測的加載方法

用激光全息照相來檢測物體內部缺陷的實質是比較物體在不同受載情況下的表面光波。因此需要對物體施加載荷，一般使物體表面產(chǎn)生0.2μm的微差位移。常用的加載方式有以下幾種聲加載法熱加載法內部充氣法表面真空法二、光學無損檢測技術、原理及方法鈕基脾汛結襄瓷覺咱權喚侯棘紉荷輪炳陡毖褐蝎隴鋤巢跪瘋緘狀銜傷讕主光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用激光全息無損檢測方法1、激光全息檢測的加載方法聲加載法二、51激光全息無損檢測方法2、物體表面微差位移的觀察方法物體在外載荷作用下，內部缺陷所對應的物體表間產(chǎn)生與其周圍不相同的微差位移。利用激光全息照相的方法進行比較，從而檢測物體內部的缺陷。實時法二次曝光法時間平均法二、光學無損檢測技術、原理及方法予敖莉暢冒克積痰器洶堪秘夜皂掩免活胯惟刁房民范狐條灣閩蜂簧漣棧后光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用激光全息無損檢測方法2、物體表面微差位移的觀察方法實時法二、52激光全息無損檢測技術應用

蜂窩結構檢測復合材料檢測膠接結構檢測藥柱質量檢測充氣輪胎檢測壓力容器檢測印制電路板焊點檢測激光全息輪胎無損檢測系統(tǒng)二、光學無損檢測技術、原理及方法勾誰韓移莖翰訊吐比荒貫垢苞掄嶼斷對畜胡袁半亢烹空突俐爸嗽質淳刪鬧光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用激光全息無損檢測技術應用蜂窩結構檢測激光全息輪胎53Ⅰ、研究背景為應對全球氣候變暖、生態(tài)破壞等現(xiàn)象，國際上制定了一系列加速推動溫室氣體減排、減緩全球變暖趨勢、保護臭氧層政策和法規(guī)，我國也堅定的走綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展道路。因此，化工制冷行業(yè)迫切需要找到新的環(huán)保制冷劑代替氫氯氟烴(HCFCS)等。氣—液、液—液等之間傳質在化工過程中普遍存在。液相分子擴散系數(shù)是描述質量傳遞的最重要的物性參數(shù),是化工上替代制冷劑研究急需的主要參數(shù)之一。三、基于光學無損檢測技術的應用傳質：體系中由于物質濃度不均勻而發(fā)生的質量轉移過程。在化學工業(yè)中，一般應用的是氣-液系統(tǒng)；液-液系統(tǒng)和固-液系統(tǒng)之間的傳質過程。異勾朝族廊新朋服也暮召纓咐堆汐純傷形幽頁患涸香遭內誣絆矢轅足咨準光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用Ⅰ、研究背景為應對全球氣候變暖、生態(tài)破壞等現(xiàn)象，國際上制定了54本文綜合運用數(shù)字圖像處理技術與光干涉法，提出了一種基于圖像處理技術的測量液相質擴散系數(shù)方法。

在液相質擴散系數(shù)測量原理基礎上,用CCD傳感器取代雙曝光全息干涉法和實時全息干涉法中的感光干板,并記錄干涉條紋圖。由于折射率和溶液濃度存在著一一對應關系,可以通過分析不同時刻的干涉條紋圖獲得溶液濃度的變化,通過換算進而得到質擴散系數(shù)。圖數(shù)字全息干涉圖像處理流程圖三、基于光學無損檢測技術的應用晃泰測誠祭宗攪謊撂氨疚堿現(xiàn)擎垃奉見杭組身暮堅癬栽彝加領豬遏枷疵炒光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用本文綜合運用數(shù)字圖像處理技術與光干涉55Ⅱ、液相質擴散系數(shù)的測定1、液相質擴散系數(shù)的測量原理

Fick第二定律是質擴散系數(shù)實驗測量和理論推算的理論基礎，依據(jù)該定律可得擴散系數(shù)D:式中：ΔZm——溶液濃度變化極值點間的距離；

t0、t1——分別為前后兩張全息圖的曝光時間；物光相位差Δφ的變化和溶液濃度Δc2變化的關系:式中：k——濃度變化和折射率變化之間的比例系數(shù)；

λ——物光波長；

l——擴散槽厚度；三、基于光學無損檢測技術的應用蛋矯場嫩諧施鈍族嗓銀修狙笆椽寞水帆妻蘇埋軸談凋稍佑穴冒課享巨憂催光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用Ⅱ、液相質擴散系數(shù)的測定1、液相質擴散系數(shù)的測量原理Fic56質擴散系數(shù)D液相質擴散系數(shù)的測量原理框圖物光相位差變化Δφ濃度變化的極值點ΔZm曝光時間t0和t1由計算機硬件時鐘獲得三、基于光學無損檢測技術的應用囊馭怖暢脾賺宅慨現(xiàn)更稼盛抬因諷仔痞烏重謎媽奈泛培戀醫(yī)府爵音健么予光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用質擴散系數(shù)D液相質擴散系數(shù)的測量原理框圖物光相位差變化Δφ濃572、實驗平臺構建圖數(shù)字激光全息干涉法質擴散系數(shù)測量光路圖1—He-Ne激光器；2、5、8—平面鏡；3—空域濾波器；4、7—分光棱鏡；6—擴散槽；9—CCD傳感器；10—帶有圖像采集卡的計算機數(shù)字激光全息干涉法質擴散系數(shù)測量原理三、基于光學無損檢測技術的應用筆企鵑反侈腦潮閹挪籠粥餃筍挺刮掣溢駱踢殲拜剛身香摻祿霄新喘沸爆眾光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用2、實驗平臺構建圖數(shù)字激光全息干涉法質擴散系數(shù)測量光路58數(shù)字圖像自動采集系統(tǒng)圖數(shù)字圖像自動采集系統(tǒng)數(shù)字圖像自動采集系統(tǒng)由CCD傳感器,帶有圖像采集卡、存儲軟件和圖像處理軟件的計算機組成。全息干涉圖像信息使用CCD傳感器接收,由圖像采集卡采集后送至計算機進行處理和分析，采集后獲得分辨率為2048×1536的全息干涉圖像。三、基于光學無損檢測技術的應用坪肆酞婉予志麻蕭菠奧半蔓摘芍秒甚粟桌凳做第愧障恿郊痢促乳袖累鹵咯光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用數(shù)字圖像自動采集系統(tǒng)圖數(shù)字圖像自動采集系統(tǒng)59在數(shù)字全息干涉圖像處理過程中，本文采用了全息干涉圖的預處理、全息干涉圖的頻域濾波、數(shù)字全息干涉條紋再現(xiàn)、全息干涉圖相位展開、全息干涉圖的后處理等關鍵技術。本文利用MATLAB軟件對數(shù)字圖像采集系統(tǒng)記錄的全息圖進行分析和處理,清晰地再現(xiàn)了干涉條紋圖。3、數(shù)字全息干涉圖像處理圖數(shù)字全息干涉圖像的處理過程三、基于光學無損檢測技術的應用撣紳鮮污飽概克笆富鉤拒熄暗湃泵命咕芋謠契蓬支看柯廳啦詹托輝顏永輕光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用在數(shù)字全息干涉圖像處理過程中，本文60全息干涉圖的預處理

全息干涉圖的預處理須采取圖像增強技術,主要有空域法和頻域法。其目的是為了改善圖像的視覺效果,提高圖像的清晰度和工藝的適應性,同時便于人和計算機的分析與處理,滿足圖像的復制或再現(xiàn)要求。圖全息干涉原始圖像及其直方圖圖均值化后全息干涉圖像及其直方圖均值化修改后,直方圖的灰度間隔被拉大了,更有利于圖像的分析與識別。三、基于光學無損檢測技術的應用品定騙漂湯視算穗巡抬站寶悄強浮壯購漠步獻抗淪懦胸謠蹄梢透釜貌鷗帚光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用全息干涉圖的預處理全息干涉圖的預處理須采取61全息干涉圖的預處理中值濾波是一種典型的低通濾波器,主要目的是保護圖像邊緣,同時可去除噪聲。中值濾波后的全息干涉圖像,經(jīng)過圖像增強、濾波等預處理后，全息圖條紋更加平滑,對比度明顯增強,有利于進一步的數(shù)字處理。圖全息干涉原始圖像圖中值濾波后的全息干涉圖像中值濾波三、基于光學無損檢測技術的應用絞記吩陀凱梳胰吶啤爐換傾藕怔洶悲肩憨憂拷及枷謠儈仟梢響捆邑喻汝完光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用全息干涉圖的預處理中值濾波是一種典型的低通濾波器62全息干涉圖的頻域濾波

對全息干涉圖進行傅立葉變換,可得到全息干涉圖的傅立葉頻譜信息，反映物光的真實相位。圖全息干涉圖傅里葉變換頻譜信息圖濾波后的全息干涉圖頻譜信息C1代表參考光的直透部分；C2代表物體各點的自相干以及物體各點之間的互相干項,經(jīng)過移頻后它們出現(xiàn)在圖像的中心位置(頻譜中心),C3是原始物光波前的準確再現(xiàn)。三、基于光學無損檢測技術的應用逞開妒卯缺循吱椅耶褲孜鞠醬附磐艘烈覽始森任再只酬推蔽竣兄掉晰覆犬光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用全息干涉圖的頻域濾波對全息干涉圖進行傅立葉變換63數(shù)字全息干涉條紋再現(xiàn)對在兩個不同時刻得到全息圖的頻譜信息進行反傅立葉變換,可以得到原始物光波的真實相位。圖數(shù)字全息干涉條紋再現(xiàn)三、基于光學無損檢測技術的應用鎂聳艘兇母誠乳鈕瞪黔臉瞪惋烽尼隕娛崔禽創(chuàng)翹樁躍幟句須韌探飯?zhí)饾u差光學無損檢測技術及其應用光學無損檢測技術及其應用數(shù)字全息干涉條紋再現(xiàn)對在兩個不同時刻得到全息圖64數(shù)字全息干涉條紋再現(xiàn)對在兩個不同時刻得到全息圖的頻譜信息進行反傅立葉變換,可以得到原始物光波的真實相位。圖