【摘要】：采用全光學(xué)方法檢測(cè)聲波與開合裂紋相互作用后的非線性混頻效應(yīng),達(dá)到檢測(cè)裂紋位置的目的.激發(fā)光與加熱光經(jīng)過聲光調(diào)制器后分別被調(diào)制為高頻fH(幾十kHz)激發(fā)光和低頻fL(幾Hz)加熱光.裂紋會(huì)在低頻加熱光輻照下周期性開合,激發(fā)光激發(fā)出頻率為fH的聲波與裂紋相互作用后產(chǎn)生非線性混頻信號(hào)(fH±fL),由測(cè)振儀或光偏轉(zhuǎn)裝置接收聲信號(hào)并送至鎖相放大器.實(shí)驗(yàn)中輻照在樣品上的激發(fā)光、加熱光和檢測(cè)光光斑始終重合.隨著三束光源逐步靠近裂紋中心,混頻信號(hào)幅值逐漸增大.當(dāng)增大到最大值后(三束光源達(dá)到裂紋中心區(qū)域),混頻信號(hào)幅值開始逐漸減小(三束光源逐漸遠(yuǎn)離裂紋區(qū)域)最終趨于平緩,此時(shí)混頻信號(hào)消失.光學(xué)激發(fā)的激發(fā)光可以聚焦到很小(約幾十微米),所以其具有較高的空間分辨率.研究結(jié)果表明,利用非線性光聲混頻效應(yīng)來檢測(cè)裂紋的方法對(duì)實(shí)際的閉合裂紋的檢測(cè)靈敏度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的線性激光超聲裂紋檢測(cè)方法,可為裂紋的光聲無損檢測(cè)提供新的解決思路和技術(shù).
[Abstract]:An all-optical method is used to detect the nonlinear mixing effect after the interaction between acoustic wave and open crack, so as to detect the crack position. The excitation light and the heating light are modulated into high frequency fH (dozens of kHz) excitation light and low frequency fL (several Hz) heating light after they pass through the acousto-optic modulator respectively. The cracks are periodically opened and closed under the irradiation of low frequency heating light, and the excited light excites the interaction of the acoustic wave with the crack at the frequency of fH and produces a nonlinear mixing signal (fH 鹵fL),) which is received by the vibrator or the optical deflector and sent to the phase-locked amplifier. In the experiment, the excited light irradiated on the sample, the heating light and the detection light spot always coincide. The amplitude of the mixing signal increases gradually with the three light sources approaching the crack center. When the maximum value is increased (the three beams reach the crack center), the amplitude of the mixing signal begins to decrease gradually (the light source is gradually far away from the crack area), and finally the mixing signal disappears. The optical excitation light can focus to very small (about tens of microns), so it has high spatial resolution. The results show that the detection sensitivity of the nonlinear photoacoustic mixing method is much higher than that of the traditional linear laser ultrasonic crack detection method. It can provide new solutions and techniques for photoacoustic nondestructive detection of cracks.
【作者單位】： 南京理工大學(xué)電子工程與光電技術(shù)學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金(61405093) 江蘇省自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金(BK20140771)
【分類號(hào)】：TB302.5

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本文編號(hào)：2403383