无损探伤,传统的液体耦合压电超声换能器广泛在用,但最近一种高灵敏度、高分辨率的无耦合无损检测技术——激光激发声学(LEA)技术在推广。
最近我观看了XARION的创始人巴尔塔萨·费舍尔(Balthasar Fischer)的采访,介绍了他发明LEA背后的故事。
费舍尔在创立XARION之前,曾在知名公司Knowles Electronics(前身为PHILIPS)担任研发声学工程师,并在维也纳理工大学光子学研究所获得博士。物理学的另一面,他在维也纳音乐与表演艺术大学习,又在波士顿学习了音乐工程。跨领域背景使他将物理学与声学技术结合,发明无膜光学麦克风。
作为物理学家兼音乐家,费舍尔在维也纳工业大学学习期间搞了这个发明。故事的起点是,费舍尔在一次音乐厅录音过程中受到干扰,想要开发更高效的声音捕捉方法。
LEA技术用激光原理和无膜光学麦克风,通过调制光波来测量声音。激光作为激发源产生超声波信号,而光学麦克风作为接收器。所有超声波信号在材料中传播,遇到不同密度的界面(如缺陷、空洞、分层或异物)时会产生信号,用于创建图像。
在光学麦克风头内,一个由两面半透明镜子形成的小气腔,通过改变光波的折射率,激光的波长也会发生变化,从而改变光的强度。变化被光电二极管检测并转换为电压信号,用于测量气密度的变化,这样不仅消除了机械运动的需求,还保证了较宽频率范围内的平坦频率响应。
XARION激光声学有限公司2012年成立的,麦克风在无损检测领域取得了显著进展。非接触式设计和广泛的频率检测范围,在实际应用中表现得还不错,能够检测从几赫兹到两兆赫的频率范围,能捕捉制造过程中各种声学信号。在3D打印和激光焊接的应用中,也能实时检测到组件的裂缝和焊接质量变化。这种高精度监控能力可以减少质量问题和返工。
除了在3D打印和激光焊接中的表现,光学麦克风在非破坏性材料测试中也非常有效。其非接触检测方式使其能集成到自动化检测系统中,甚至安装在机器人上进行移动检测。CERN的测试进一步证明了它在独立测量和分析制造过程声学信号中的性能。
国内看到供应商有虹科在做。