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离焦量对激光超声测厚信号影响的理论和实验研究

贾中青,  张振振,  姬光荣

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贾中青, 张振振, 姬光荣. 离焦量对激光超声测厚信号影响的理论和实验研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(S1): 7-12. doi: 10.3788/IRLA201746.S106002
引用本文: 贾中青, 张振振, 姬光荣. 离焦量对激光超声测厚信号影响的理论和实验研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(S1): 7-12. doi: 10.3788/IRLA201746.S106002
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Jia Zhongqing, Zhang Zhenzhen, Ji Guangrong. Theoretical and experimental study on effect of defocusing amount on thickness measurement based on laser ultrasound[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(S1): 7-12. doi: 10.3788/IRLA201746.S106002
Citation: Jia Zhongqing, Zhang Zhenzhen, Ji Guangrong. Theoretical and experimental study on effect of defocusing amount on thickness measurement based on laser ultrasound[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(S1): 7-12. doi: 10.3788/IRLA201746.S106002
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离焦量对激光超声测厚信号影响的理论和实验研究

doi: 10.3788/IRLA201746.S106002
  • 1.

    中国海洋大学 计算机系,山东 青岛 266100;

  • 2.

    山东省科学院激光研究所 无损检测平台,山东 济南 250103

基金项目: 

山东省自然科学基金（ZR2016FB26）;山东省重点研发计划（科技攻关部分）（2016GGX101026）;山东省重点研发计划项目（创新型产业集群专项计划）（2016ZDJQ0401）;山东省重点研发计划（公益类专项）（2017GGX201005）

详细信息
    作者简介:

    贾中青(1967-),男,研究员,在职博士,主要从事激光超声仪器设备方面的研究。Email:jiazhongqing@163.com

  • 中图分类号: TN958.98

Theoretical and experimental study on effect of defocusing amount on thickness measurement based on laser ultrasound

  • 1.

    Department of Computer Science,Ocean University of China,Qingdao 266100 China;

  • 2.

    NDT Lab,Laser Institute of Shandong Academy of Sciences,Jinan 250103,China

  • 摘要: 搭建了一套金属厚度测量系统，其中激光器用于激励产生超声波，激光干涉仪和压电换能器分别用于接收激励产生的超声纵波信号。根据激光超声产生的机理，建立了纵波声束指向性模型，确定了影响声束指向性的因素，并分别给出了激光垂直入射下干涉仪和压电换能器接收超声波幅值的公式；实验研究了离焦量对测厚信号的影响，发现等量激光脉冲激励下，随着离焦量的增加会出现先增大后减小最后消失的现象，与理论计算结果相吻合，证实了该研究结果的有效性。
    Abstract: A metal thickness measurement system was presented, in which laser was used for exciting the ultrasounds, while interferometer and piezoelectric transducer(PZT) were adopted for receiving longitudinal acoustic waves. In accordance with mechanism of laser ultrasonic generation, the directivity model for longitudinal acoustic beam and the influencing factors were established and determined respectively, and formulas of two receiving modes were given as well. The effect of defocusing amount on thickness measurement was investigated, discovering phenomena that it would first increase then decrease finally disappear varying with increase of defocusing amount under the same laser pulse energy, consistent with the theoretical results, confirming the effectiveness of the study results.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-06-14
  • 修回日期:  2017-07-18
  • 刊出日期:  2017-12-31

离焦量对激光超声测厚信号影响的理论和实验研究

doi: 10.3788/IRLA201746.S106002
  • 1. 中国海洋大学 计算机系,山东 青岛 266100;
  • 2. 山东省科学院激光研究所 无损检测平台,山东 济南 250103
    • 作者简介:

    贾中青(1967-),男,研究员,在职博士,主要从事激光超声仪器设备方面的研究。Email:jiazhongqing@163.com

  • 收稿日期: 2017-06-14
  • 修回日期: 2017-07-18
  • 刊出日期: 2017-12-31
基金项目:

山东省自然科学基金（ZR2016FB26）;山东省重点研发计划（科技攻关部分）（2016GGX101026）;山东省重点研发计划项目（创新型产业集群专项计划）（2016ZDJQ0401）;山东省重点研发计划（公益类专项）（2017GGX201005）

  • 中图分类号: TN958.98

摘要: 搭建了一套金属厚度测量系统，其中激光器用于激励产生超声波，激光干涉仪和压电换能器分别用于接收激励产生的超声纵波信号。根据激光超声产生的机理，建立了纵波声束指向性模型，确定了影响声束指向性的因素，并分别给出了激光垂直入射下干涉仪和压电换能器接收超声波幅值的公式；实验研究了离焦量对测厚信号的影响，发现等量激光脉冲激励下，随着离焦量的增加会出现先增大后减小最后消失的现象，与理论计算结果相吻合，证实了该研究结果的有效性。

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