无损检测技术是一门新兴的综合性应用学科。它是在不损伤被检测对象的条件下，利用材料内部结构异常或缺陷存在所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化，来探测各种工程材料、零部件、结构件等内部和表面缺陷，并对缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化作出判断和评价。
无损检测的目的在于定量掌握缺陷与强度的关系，评价构件的允许负荷、寿命或剩余寿命；检测设备（构件）在制造和使用过程中产生的结构不完整性及缺陷情况，以便改进制造工艺，提高产品质量，及时发现故障，保证设备安全、高效可靠地运行。
已经应用于工业现场的各种无损检测诊断方法已达70余种。
无损检测技术的特点
1）无损检测技术不会对构件造成任何损伤
2）无损检测技术为查找缺陷提供了一种有效方法
3）无损检测技术能够对产品质量实现监控
4）无损检测技术能够防止因产品失效引起的灾难性后果
5）无损检测技术具有广阔的应用范围
无损检测方法选择的原则
一般来讲，选择无损检测方法必须首先搞清楚究竟想检测什么，并对被检测工件的材质、成型方法、加工过程、使用经历，缺陷的可能类型、部位、大小、方向、形状等作认真分析，然后确定选择哪种检测方法才能达到预定目的。这样，根据缺陷类型，缺陷在工件中的位置，被测工件的形状、大小和材质，就可以选择相应的无损检测方法。
正确地选择无损检测方法，除掌握各种方法的特点以外，还需与材料或构件的加工生产工艺、使用条件和状况、检测技术文件和有关标准的要求相结合，才能正确地确定无损检测方案，达到有效地检测目的。
无损检测技术评价对象
1）批量性产品质量事件的评价
2）重要设备中的零部件失效分析评价
3）重要零部件安全性预测评价
4）新产品、新工艺、新技术在产品试制和试用中的评价
5）在役零部件定期无损检测标准的制定
无损检测技术的评价内容主要是安全性评价。其中应力、缺陷和材料的力学性能是评价的三要素。根据不同的失效模式（静态失效模式或动态失效模式），可将安全性评价分为断裂安全评价、塑性破坏安全评价和疲劳安全评价三种。
无损检测的可靠性是指无损检测方法对缺陷的检出能力，是对用该方法检出特定类型、特定尺寸缺陷有效性所作的一种定量度量。由于有很多因素影响着缺陷是否能被检出，完成检测工作时，仅仅根据检测结果并不能说某一特定零件是完全没有缺陷的，而只能断言该零件有一定的可能性不含有那些特定类型、特定尺寸的缺陷。这种可能性愈大，检测的可靠性就愈高，经检测零件装配的部件其整体可靠性也就愈高。人们用在一给定置信度下缺陷的检出概率来对可靠性作出表述。
5．无损检测安全性评价分为断裂安全评价、塑性破坏安全评价和疲劳安全评价三种。
4.定距发送/接收检测包含有该项技术的扫频发/收、脉冲发(/收、射频连续波发/收三种不同的检测模式
置信度—检出概率数值的可信程度.
声发射是指物体在外界条件作用下。缺陷或物体异常部位因应力集中而产生变形或断裂。并以弹性波形式释放出应变能的一种现象。
声发射检测技术特点
1）声发射技术是一种动态无损检测技术
2）声发射监测几乎不受材料限制
3）声发射监测灵敏度高
4）可以实现在线监测
声发射技术应用范围
1）压力容器的安全性评价
2）机械制造过程的监控
3）油田应力测量
4）复合材料特性研究
5）结构完整性评价
6）焊接构件疲劳损伤检测
7）泄漏检测
声发射技术的优点和局限
1、对裂纹的遥测和定位 2、测量系统可很快设置 3、灵敏度高 4、对测试目标只要求有限地接近 5、可检测活动裂纹 6、只需要相对很小负载 7、有时能预报毁坏负载
1、结构必须承载 2、与材料密切相关 3、测量会受到不明电噪声和机械噪声影响 4、定位的精度有限 5、对裂纹类型只能给出有限信息 6、难于解释测量结果
声发射检测技术原理
物体受到外力或内力作用时。由于内部结构的不均匀及各种缺陷的存在造成应力集中。从而使局部应力分布不稳定，当这种不稳定应力分布状态所积蓄的应变能达到一定程度时。就会发生应力的重新分布。再达到新的稳定状态，在这一过程中往往伴随有范性流变、微观龟裂、位错的发生与堆积以致裂纹的产生与发展，这实际上就是应变能的释放过程，这种被释放的应变能。一部分是以应力波的形式发射出去基于上述机理。对于材料的微观形变和开裂以及裂纹的发生和发展。就可以利用声发射来提供它们的动态信息，声发射源往往是材料灾难性破坏的发源地，由于声发射现象往往在材料破坏之前就会出现。因此只要及时捕捉这些AE信息。根据AE特征及其发射强度。不仅可以推知声发射源的目前状态。还可以知道它形成的历史。并预报其发展趋势。
声发射的出现要具备两个条件；第一。材料要受外载作用，第二。材料内部结构或缺陷要发生变化，
声发射是物体受到外部条件作用使其状态发生改变而释放出来的一种瞬时弹性波，其波形可分为连续型和突发型两类.充压系统的泄漏、材料的屈服过程、液压机械和旋转机械的噪声等都是连续型声发射信号，连续型声发射信号的特点是；波幅没有很大的起伏。发射频度高而能量小;金属、复合材料、地质材料等裂纹的产生和扩展,材料受到冲击作用等都会产生突发型声发射信号，突发型信号表现为脉冲波形。脉冲的峰值可能很大但衰减很快，
声发射信号的处理方法通常有以下几种；
1）振铃法
一个声发射脉冲激发传感器。其输出波形是一种急剧上升然后又按指数衰减。 对记录到的声发射信号中超越门槛值的峰值数进行计数。这种方法称为振铃法，
2）事件法
事件法是指将一次声发射造成一个完整的传感器振荡输出视为一次事件，其处理数据用事件数或单位时间的事件数。
3）能量分析法
能量分析法是直接度量传感器中振幅和信号的持续时间。反映了声发射能量的特性。
4）振幅分布分析法
5）频谱分析法
声发射信号的检测与处理还应考虑以下几点；
1）要分析检测信号的类型，对连续型信号。能量参数最有物理意义；对突发型信号。振铃参数最为常用，
2）能量参数对高幅值信号显得更有特色。但受到频率范围与动态范围的限制，
3）在某些情况下。时间常数较小的快速峰值检测仪可给出声发射活动的良好指示。其输出还可用来进行幅值分析，
影响声发射特性的因素
1、 材料 2、试件 3、应力 4、环境
凯塞效应
材料的受载历史，对重复加载声发射特性有重要影响，重复载荷到达原先所加最大载荷以前不发生明显声发射。这种声发射不可逆性质称为凯塞效应。
铅笔芯模拟源。一般采用直径0.5mm的HB或2H笔芯.
声发射检测噪声来源包括；机械噪声和电磁噪声
声阻抗定义为平面自由行波在介质中指定的某一点的有效声压与该点质点的有效振动速
度的比值，
声阻法检测检测原理
声阻法检测又称机械阻抗法检测。它是通过测量结构件被测点振动力阻抗的变化来确定是否有异常的结构存在，脱粘上方的弹簧刚度是探头接触刚度与不连续刚度的串联，良好粘接结构上的弹簧刚度只是接触刚度，不连续刚度依赖于脱粘的大小与埋深，以缺陷上面由缺陷周边支撑的面板的静刚度给定。边界条件介于简支与夹紧之间，当缺陷变小或埋深增加时。弹簧刚度增加。缺陷就难以检测，阻抗还随频率变化。所以选择适当频率是获得良好的检测结果的关键.
声阻检测技术常用于航空航天产品胶接结构和复合材料结构粘接质量的检测
声谐振检测
声谐振检测也是胶接结构和复合材料构件常用的质量检测方法，声谐振技术实质上是声阻法的一种特例。
定距发送/接收检测
包含有该项技术的扫频发/收、脉冲发(/收、射频连续波发/收三种不同的检测模式。它所检测的结构件厚度、类型与不连续的埋深介于声阻法检测与声谐振检测之间。有力地补充了上述两种方法的不足。
检测原理
定距发送/接收检测用的是板波检测技术，它的探头是双晶片、双触点的不需耦合剂的低频超声探头，检测时。将探头的两传声触点置于扫查线前后的走向。以低频或射频电子信号激励发送换能器。产生的超声波经触头进入被检工件，接收换能器通过与发送换能器定距间隔的另一触头拾取传经工件的声波，超声波以板波模式横穿工件传播，检测经工件传播的返回信号以幅度与相位显示。表征工件声径上粘接的完好或脱粘。
微波检测的特点及其适用范围
1、可非接触测量 2、非电量测量 3、贯穿非金属材料性能强 4、易于自动化、适于生产线连续、快速、安全地检测与控制 5、设备简单、操作方便、应用广泛、不需耦合剂、不存在污染问题
1、灵敏度受使用频率限制 2.由于集肤效应不能检查金属、碳纤维等导电材料内部缺陷
3.分辨力较低
1.增强塑料2.环氧树脂3.聚氨脂泡沫塑料4.陶瓷5.橡胶6.航空复合材料与结构7.玻璃钢 8.固体火箭壳体与推进剂8.航空雷达罩
微波是电磁辐射的一种形式，
微波检测原理
微波检测实质上是综合研究微波和物质的相互作用，根据材料介电常数与其缺陷或其他非电量之间存在的函数关系、利用微波反射、穿透、散射和腔体微扰等物理特性的改变，通过测量微波信号基本参数，如幅度、相位或频率等的改变量来检测材料或工件内部缺陷或测定其他非电量。
微波检测方法：穿透法反射法干涉法散射法
工业内窥镜一般分为三大类：直杆硬性镜，光纤内窥镜，视频内窥镜。
直杆硬性镜是由一组透镜来传送图像。因此成像质量好。价格较便宜。但长度有限。不能弯曲，而光纤内窥镜可以在一定弯曲角度的情况下使用，相对直杆内窥镜长度要长得多。但由于受到物镜与目镜间连接的光导纤维束数量和光纤传速率的限制。
激光全息检测的特点
1.由于激光全息检测是一种干涉计量技术。其干涉计量的精度与波长同数量级、因此。极微小的变形都能检验出来，检测的灵敏度高、
2.由于激光的相干长度很大。因此。可以检验大尺寸物体。只要是激光能够充分照射到的物体表面。都能一次检验完毕、
3.激光全息检测对被检对象没有特殊要求。可以对任何材料、任意粗糙的表面进行检测、
4.可借助于干涉条纹的数量和分布状态来确定缺陷的大小、部位和深度。便于对缺陷进行定量分析。
这种检测方法还具有非接触检测、直观、检测结果便于保存等特点。但是，物体内部缺陷的检测灵敏度。取决于物体内部的缺陷在外力作用下能否造成物体表面的相应变形、如果物体内部的缺陷过深或过于微小。那么。激光全息照相这种检测方法就无能为力了、对于叠层胶接结构来说。检测其脱粘缺陷的灵敏度取决于脱粘面积和深度的比值。在近表面的脱粘缺陷面积。即使很小。也能够检测出来。而对于埋藏得较深的脱粘缺陷。只有在脱粘面积相当大时才能够被检测出来、另外。激光全息检测目前多在暗室中进行。并需要采用严格的隔振措施。因此不利于现场检测、
激光全息检测的原理
激光全息检测是利用激光全息照相来检测物体表面和内部缺陷的。因为物体在受到外界载荷作用下会产生变形。这种变形与物体是否含有缺陷直接相关，在不同的外界载荷作用下，物体表面变形的程度是不相同的。激光全息照相，是将物体表面和内部的缺陷。通过外界加载的方法，使其在相应的物体表面造成局部的变形。用全息照相来观察和比较这种变形。并记录下不同外界载荷作用下的物体表面的变形情况，进行观察和分析。然后判断物体内部是否存在缺陷。进行激光全息检测时，对被检测物体加载，使其表面发生徽小的位移。物体表面的轮廓就发生变化。此时获得的全息图上的条纹与没有加载时相比发生了移动、建像时除了显示原来物体的全息像外。还产生较为粗大的干涉条纹。由条纹的间距可以算出物体表面的位移的大小、由于物体有一定的形状。所以在同样的力的作用下。物体表面各处发生的位移并不相同。因而各处所对应的干涉条坟的形状和间距也不相同、当物体内部不含有缺陷时。这种条纹的形状和间距的变化是宏观的、连续的。是与物体外形轮廓的变化同步调的。激光全息检测实际上就是将不同受载情况下的物体表面状态用激光全息照相方法记录下来。进行比较和分析。从而评价被检物体的质量。
观察物体表面微差位移的方法有三种。
1、实时法
先拍摄物体在不受力时的全息图。冲洗处理后。把全息图精确地放回到原来拍摄的位置上。并用与拍摄全息图时的同样参考光照射。则全息图就再现出物体三维立体像，物体的虚像。再现的虚像完全重合在物体上，这时对物体加载，物体的表面会产生变形。受载后的物体表面光波和再现的物体虚像之间就形成了微量的光程差、由于两个光波都是相干光波，来自同一个激光源。并几乎存在于空间的同一位置。因此。这两个光波叠加就会产生干涉条纹、由于物体的初始状态。再现的虚像和物体加载状态之间的干涉度量比较是在观察时完成的。所以称这种方法为实时法，这种方法的优点是只需要用一张全息图就能观察到各种不同加载情况下的物体表面状态，从而判断出物体内部是否含有缺陷。因此，这种方法既经济，又能迅速而确切地确定出物体所需加载量的大小。其缺点是为了将全息图精确地放回到原来的位置，就需要有一套附加机构，以便使全息图位置的移动不超过几个光波的波长。由于全息干版在冲洗过程中乳胶层不可避免地要产生一些收缩。当全息图放回原位时，虽然物体没有变形。但仍有少量的位移干涉条纹出现；显示的干涉条纹图样不能长久保留。
2、两次曝光法
这种方法是将物体在两种不同受载情况下的物体表面光波摄制在同一张全息图上。然后再现这两个光波，而这两个再现光波叠加时仍然能够产生干涉现象。这时，所看到的再现现象，除了显示出来原来物体的全息像外，还产生较为粗大的干涉条纹图样。这种条纹表现在观察方向上的等位移线，两条相邻条纹之间的位移差约为再现光波的半个波长。可以从这种干涉条纹的形状和分布来判断物体内部是否有缺陷。两次曝光法是在一张全息片上进行两次曝光。记录了物体在产生变形之前和之后的表面光波、这不但避免了实时法中全息图复位的困难。而且也避免了感光乳胶层收缩不稳定的影响。因为这时每一个全息图所受到的影响是相同的、其主要缺点是对于每一种加载量都需要摄制一张全息图。无法在一张全息图上看到不同加载情况下物体表面的变形状态、这对于确定加载参数来说是比较费事的。
3、时间平均法
这种方法是在物体振动时摄制全息图，在摄制时所需的曝光时间要比物体振动循环的一个周期长得多。即在整个曝光时间内，物体要能够进行许多个周期的振动。但由于物体是作正弦式周期性振动。因此，把大部分时间消耗在振动的两个端点上。所以，全息图上所记录的状态实际上是物体在振动的两个端点状态的叠加，当再现全息图时。这两个端点状态的像就相干涉而产生干涉条纹。从干涉条纹的图样的形状和分布来判断物体内部是否有缺陷、这种方法显示的缺陷图案比较清晰。但为了使物体产生振动就需要有一套激励装置、而且。由于物体内部的缺陷大小和深度不一。其激励频率各不相同，所以要求激励振源的频带要宽。频率要连续可调，其输出功率大小也有一定的要求。同时，还要根据不同产品对象选择合适的换能器来激励物体。
激光全息检测的加载方法
1、内部充气法 2、表面真空法 3、热加载法
激光全息检测参数的影响
1.目标尺寸2.曝光参量3.表面粗糙度4.表面预制备5.表面工况6.整体运动7.环境照明8.环境振动和空气扰动。
红外线分为四个较小的波段范围。即近红外、中红外、远红外、极远红外
热辐射：由于物体被加热。其分子内原子的相对振动、分子转动、晶体中原子的振动都随之被激发到更高能级。当它向下跃迁时，就进行辐射。这种辐射就称之为热辐射
发射率：任何物体当具有一定的温度；绝对零度以上时，就会向外发射红外能量；但不同的物质具有不同的辐射能力。理想黑体具有最大的辐射能力。而对其他物质辐射能力的衡量引入了一个参量发射率，实际物体与同温度的黑体，在相同的条件下辐出度的比值，称为发射率。
黑体：能够完全吸收入射辐射。并具有最大辐射能力的物体叫黑体、
探测率：探测率是表示探测器灵敏度大小的一个参数。探测率越大，其灵敏度越高。
噪声等效功率：产生与探测器噪声输出大小相等的信号所需要的入射红外辐射能量密度。叫红外探测器的噪声等效功率。
当红外辐射在大气中传输时。大气会有选择地吸收红外能量而使之衰减。实验表明。能够顺利通过大气的红外辐射主要有三个范围。 1~2.5μm。 3~5μm， 8~14μm即形象地把这三个波长范围叫大气窗口。
基尔霍夫定律：可用语言表述如下：物体的发射本领和吸收本领的比值与物体的性质无关。该比值对所有物体来说是波长和温度的普适函数。这个普适函数不是别的，它正是绝对黑体的发射本领，这个定律的内容也可简述为善于发射的物体必善于吸收。善于吸收的物体必善于发射、在一定温度下。各种良吸收体；如金属的氧化物、碳等，所发射的光谱成分大致相同。而且发射本领比较大。
斯忒藩-玻耳兹曼定律
基尔霍夫定律提出了红外辐射中所注意的中心问题。但黑体发射本领的具体函数形式才是根本、首先寻求黑体对所有波长的总发射本领与温度的关系。黑体的总辐射本领与其热力学温度的四次方成正比。
维恩位移定律：黑体发射本领的表达式中。辐射的频率与温度应以比值的方式出现，黑体辐出度最大值的位置随温度升高而向短波方向移动。
对于高抛光材料。可以认为其反射率1。而吸收能力为0。透射能力也为0。
物体的发射率
实际物体红外热辐射的关键是物体发射率、掌握和了解物体发射率的特征就十分必要了、物体发射率的大小与其材料的性质、温度和表面状态直接相关。
1、材料性质的影响
材料的性质包括有化学成分、化学性质、物理性能和物理结构，所谓不同的材料性质，就是指不同的化学成分和不同的化学性质。不同的物理性能或不同的物理结构。如不同的结晶状态和不同的表面层结构、绝大多数的非金属材料。特别是金属的氧化物。它们的红外发射率都很高(而绝大多数的纯金属正与非金属相反。它们的红外发射率都很低。
2、温度的影响
上述的金属或非金属的发射率高与低的比较。都是指在相同的温度范围当中。如果温度相差较大则不能相提并论、这是因为物体的红外发射率不仅与材料的各种化学物理性质有关。还与材料的温度有关。它是随物体的温度而变化的。而且不同材料在不同波长和不同温度范围内。红外发射率的变化也是不一样的。没有统一的规律来概括、对于温度的影响往往采用实验测定。一般实验表明。绝大多数非金属材料的发射率随温度升高而减小，而绝大多数金属材料的发射率近似地随热力学温度成比例增大。其比例系数和金属的电阻率有关。
3、表面状态的影响
物体发射率的大小除了与上述的材料性质和温度有直接的关系外。特别要注重的还有物体的表面状态。在生产实际中，任何物体的表面都不可能绝对光洁，总会有不同程度的粗糙度和表面覆盖物。它们都将直接影响到该物体的红外发射率、物体表面粗糙不平时。它的反射率必定大大降低。从而它的发射率必定大为提高。尤其是金属材料。其表面粗糙度将对发射率产生较大的影响、但对于非金属材料而言。发射率受表面粗糙度的影响较少。甚至没什么关系、应该强调指出。在物体表面覆盖的各种薄层。不论是人为的漆膜）涂料或润滑油。还是金属表面的氧化膜）尘埃等污染层。它们都会显著地影响物体的红外发射率、由于这种层）膜状态千变万化。不可能对这种影响进行定量描述。可行的办法仍然是实测为佳。
无损检测安全性评价分为断裂安全评价、塑性破坏安全评价和疲劳安全评价三种。
本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/abfd3e0652ea551810a687ee.html
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