如何实现非接触超声检测?
为了检测声波,传统的传声器使用膜或其他运动部件作为入射声和产生的电量之间的中介。对于基于压电晶体的声学超声传感器,方法类似:声波使晶体机械变形。传统有膜声学传感器依靠的是声学量转化为机械量再转化为电信号的能量-信号传输转化方式。尽管这种技术具备高信噪比的技术特点,但它的核心采集部件可视为基本的弹簧质点系统,在实际的测试过程中容易受到振动、风、电磁干扰的影响出现测量偏差。
相比之下,虹科光学麦克风背后的专利理念是利用声音的另一个完全不同的特性:声音改变光速的事实!在由两个微型反射镜组成的刚性法布里-佩罗激光干涉仪中,声压会改变空气的折射率,这会改变光波长和光传输,从而导致相应的电信号。
与传统麦克风相比,光学麦克风是世界上第一个没有任何移动部件的麦克风,不涉及机械可移动或物理上可变形的部件。因此,传感器表现出引人注目的频率带宽,不受机械共振的影响。传感器原理非常灵敏,使用该技术可以检测到低于10-14的折射率变化。这相当于小至 1 μPa 的压力变化
虹科受专利保护的传感器技术平台具有显著优势:
激光声学无损检测的实现基于激光声学原理,激光激发样品产生超声,
通过光学麦克风测量传输的超声信号并进行扫描成像,从而反馈出材料内部的缺陷信息。
激光超声激发机理是指利用激光器激发出脉冲激光束辐照在被测材料表面,激光的部分能量被材料内的粒子吸收,引起辐照处以及周围的温度瞬间升高,从而在辐照处内部产生应力场,会引起应力场内部的介质粒子发生热运动,进而产生超声波.
激发原理分为热弹机制和烧蚀机制。
光学麦克风放置在激光同侧或者对侧,以非接触的方式进行超声信号的检测。
结合扫描平台与数据处理系统,对样品的扫描区域进行成像,从而获取到样品内部的缺陷信息。
超声测量、过程监控与无损检测
激光过程监控——机载超声波发射可用于实时监测工业激光材料工艺的质量,例如激光焊接、结构化或切割以及增材制造,例如粉末床融合和直接能量沉积。
裂纹检测——超声波频率超过人类可听见范围的100倍。在超声波状态下(无背景噪声),脆性材料(如陶瓷或高强度合金)的裂纹信号可以很容易地被光学麦克风拾取,以触发到生产线的警告信号。
基于AI的机器诊断——由于光学麦克风具有巨大的频率带宽,因此每个记录都包含大量可用于特征提取的数据。我们利用分类和回归、SVM 算法、k 均值聚类和其他方法,在声学过程信号和最终产品质量之间实现前所未有的相关性。
超声场表征——小尺寸和线性频率响应使光学传声器成为精确测量空气耦合超声波压电等超声波发射器的时间信号、频率分布和声场图的完美工具。
高电磁场——测量传感器头中的全光组件以及光纤布线对强电磁场不敏感。因此,声音可以在由于强电磁场或放射性场而无法达到的经典麦克风的应用中录制。
超高声压级 ——Eta100 Ultra 设计用于测量极高的声压级(高达 180dB SPL)。我们所有的麦克风都不会受到过高的声压级的损坏。
虹科独特的激光激发声学(LEA)技术能够以高分辨率对复合材料部件或粘合剂层进行非接触式超声检测,能够可靠地检测内部缺陷或分层。
虹科的点焊检测方法与其他测试方法完全不同,因为它无需与车身物理接触即可工作。这允许机器人控制对汽车行业的点焊缝进行检测,并可靠地区分OK焊缝和NOK焊缝。
虹科独特的基于激光的技术可以在没有任何偶联液的情况下对半导体元件进行超声检测。传感器技术可以轻松集成到大批量生产线中,也可以作为独立的桌面工具使用。虹科的检测工具节省了离线分析的成本,并确保100%的组件检测,例如汽车行业的封装设备。
虹科LEA电池超声无损检测利用非接触式超声波检测电池单元的质量问题。此过程可识别可能对电池性能和使用寿命产生重大影响的属性。鉴于电池在电动汽车、可再生能源系统和电子设备等应用中的广泛使用,通过识别和解决可能出现的任何潜在问题来确保其安全性、可靠性和性能至关重要。
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