无损检测新技术原理与方法

无损检测技术是在现代科学基础上产生和发展起来的检测技术，它借助于先进的仪器和设备，在不损坏、不改变被检测对象的使用性能的前提下，对被检测对象的内部结构和表面状态等进行检查和检测，借以评价被检测对象的连续性、完整性、安全性等。无损检测技术作为一种有效的检测手段，已经被广泛应用于我国工业建设、经济建设的各个领域。 

编者根据多年来“无损检测新技术”课程的教学实践体会和科研工作经验，参考了近年来无损检测新技术方面的研究成果，以大连理工大学无损检测专业方向本科生专业课 “无损检测新技术”讲义为基础，经过较为全面的修改、补充，编写了《无损检测新技术原理与方法》。本书介绍的五种新技术是相对于五种常规无损检测技术而言的，五种新技术分别为声发射检测技术、红外检测技术、微波检测技术、激光全息检测技术和声振检测技术 在生产实践中，这五种新技术都随时代的发展、科技的进步得到了广泛而深入的应用。针对书中提及的各种检测技术，编者力图应用通俗易懂、言简意赅的语言，深入浅出地阐述其检测原理、检测基础、检测方法与检测系统，使读者对各种检测新技术的知识内涵、发展前景有较为全面的了解和深入的认识。本书面向高等院校无损检测专业本、专科学生，也可作为其他相关专业学生和广大无损检测工作者的参考用书。 

本书在内容选择及编写上具有以下特点: 

（1）突出新技术。本书着重介绍无损检测领域发展和成熟的新技术，对于传统的五大类无损检测技术（超声、射线、渗透、磁粉、涡流）只做简略介绍。 

（2）立足于实用。本书围绕各种检测技术的特点，深入浅出地介绍其工作原理、工艺方法和系统。 

（3）简单易懂，图文并茂，具有一定的趣味性。通过一些科学故事的引用，突出理论基 础的介绍，弱化理论分析。 本书得到了大连理工大学教材建设立项资助，感谢大连理工大学教材建设委员会、教务处以及材料科学与工程学院有关领导和专家的大力支持。 

本书由大连理工大学李萍、辽宁石油化工大学宋天民主编。其中，第1～4章由李萍负责编写，第5章由宋天民负责编写。全书由宋天民统稿并后定稿。

由于这些新技术仍在不断补充和发展，加之编者的水平所限，书中是会存在疏漏不当之处，敬请专家和学者批评指正，以使教材日趋完善。

本书将通过对各种检测新技术原理、特点、方法以及设备的介绍，辅助于工程案例的收集、筛选、分析和讨论，突出介绍其在经济建设的各个领域，尤其是航空航天、石油化工、核电等设备制造和在役检测等方面的应用。

李萍，大连理工大学材料科学与工程系，主讲无损方面的教材，有丰富的授课经验，硕士生导师，副教授。宋天民，中国辽宁石油大学，教授。

第1章 声发射检测技术原理与方法 /1 

1.1 声发射检测技术概述 / 1 

1.1.1 声发射现象及其基本特征 / 1 

1.1.2 声发射与声发射检测技术 / 1 

1.1.3 声发射检测技术的特点 / 3 

1.1.4 声发射检测技术的原理 / 4 

1.1.5 声发射检测技术的发展 历程 / 5 

1.1.6 声发射检测技术的作用 / 7 

1.2 声发射检测技术基础 / 7 

1.2.1 声发射检测信号的产生 / 7 

1.2.2 声发射检测信号的传播 / 8 

1.2.3 声发射检测信号的衰减 / 9 

1.2.4 声发射检测信号的特征 / 10 

1.2.5 声发射检测信号的类型 / 10 

1.3 声发射检测方法 / 11 

1.3.1 描述声发射检测信号的基本参数 / 11 

1.3.2 声发射检测过程的表征 / 13 

1.3.3 提高信噪比的措施 / 17 

1.3.4 声发射检测频率窗口的选择 / 18 

1.3.5 声发射源定位 / 18 

1.4 声发射检测系统 / 23 

1.4.1 声发射检测系统的特性 / 23 

1.4.2 声发射检测系统的组成 / 24 

1.4.3 典型的声发射检测系统 / 28 

1.5 缺陷有害度评价 / 31 

1.5.1 缺陷有害度评价方法 / 31 

1.5.2 缺陷有害度综合评价方法 / 32 

1.5.3 声发射检测技术可靠性评价 / 33 

第2章 红外检测技术原理与方法 / 36 

2.1 红外检测技术概述 / 36 

2.1.1 红外检测技术的原理 / 36 

2.1.2 红外检测技术的特点 / 36 

2.2 红外检测技术基础 / 38 

2.2.1 红外线的发现和认识 / 38 

2.2.2 红外线的产生、传播与能量衰减 / 39 

2.2.3 红外线的特点 / 39 

2.2.4 红外辐射的基本概念 / 40 

2.2.5 红外辐射的基本定律 / 42 

2.3 红外检测方法 / 45 

2.3.1 红外检测方法概述 / 45 

2.3.2 红外检测的激励源和激励方式 / 47 

2.3.3 缺陷的定性、定位与定量 / 48 

 2.3.4 实施红外检测的基本要求 / 48 

2.4 红外检测系统 / 50 

2.4.1 红外检测系统的基本组成 / 50 

2.4.2 红外探测器 / 52 

2.4.3 典型的红外检测仪器 / 59 

2.5 红外诊断技术 / 75 

2.5.1 红外诊断技术概述 / 75 

2.5.2 红外诊断技术类型 / 77 

2.5.3 红外诊断方法 / 79 

2.5.4 影响红外诊断的因素 / 80

第3章 微波检测技术原理与方法 / 84 

3.1 微波检测技术概述 / 84 

3.1.1 微波检测技术原理 / 84 

3.1.2 微波检测技术特点 / 84 

3.2 微波检测技术基础 / 85 

3.2.1 微波基本性质概述 / 85 

3.2.2 微波技术的发展 / 86 

3.2.3 微波的产生 / 87 

3.2.4 微波的物理特性 / 87 

3.2.5 微波在介质中的传播 / 89 

3.2.6 表征微波性质的两个电磁参数 / 93 

3.3 微波检测方法 / 94 

3.3.1 穿透法 / 95 

3.3.2 反射法 / 96 

3.3.3 散射法 / 98 

3.3.4 驻波法 / 98 

3.3.5 常用的微波检测方法 / 99 

3.4 微波检测系统 / 102 

3.4.1 微波测试计 / 102 

3.4.2 微波信号源（微波发生器） / 104 

3.4.3 微波传输线 / 104 

3.4.4 微波探头（微波传感器） / 105 

3.4.5 典型的微波测试装置 / 107 

第4章 激光全息检测技术原理与方法 / 117 

4.1 激光全息检测技术概述 / 117 

4.1.1 全息照相 / 117 

4.1.2 全息干涉计量技术 / 119 

4.1.3 激光全息无损检测 / 119 

4.1.4 激光全息无损检测的 应用 / 122 

4.2 激光全息检测技术基础 / 122 

4.2.1 激光的形成 / 122 

4.2.2 激光发生器 / 130 

4.2.3 激光全息照相 / 140 

4.2.4 激光使用的安全防护 / 149 

4.3 激光全息干涉计量技术 / 151 

4.3.1 激光全息干涉计量技术的类型 / 151 

4.3.2 激光全息照相干涉计量技术的加载 / 154 

4.4 激光全息检测系统 / 158 

4.4.1 激光器（激光光源） / 158 

4.4.2 减振工作平台 / 158 

4.4.3 激光全息照相光学元件 / 159 

4.4.4 漫射照明设备 / 162 

4.4.5 记录与再现像读出系统 / 162 

4.4.6 典型的激光全息照相系统 / 166 

第5章 声振检测技术原理与方法 / 170 

5.1 声振检测概述 / 170 

5.1.1 声振检测技术的由来 / 170 

5.1.2 声振检测技术的分类 / 171 

5.2 声振检测技术基础 / 174 

5.2.1 机电类比概述 / 174 

5.2.2 典型的机电类比 / 176 

5.2.3 力阻抗 / 178 

5.2.4 衡量胶接质量的基本参数 / 179 

5.3 声振检测方法 / 180 

5.3.1 声阻法检测 / 180 

5.3.2 声谐振法检测 / 186 

5.3.3 涡流声检测 / 193 

5.3.4 定距发送/接收检测 / 195 

5.3.5 综合声学检测技术 / 197 

5.4 声振检测系统 / 198 

5.4.1 声阻法检测系统 / 198 

5.4.2 谐振法检测系统 / 201 

5.4.3 涡流声检测系统 / 205 

参考文献 / 207

本书介绍了有关表面无损检测技术的基本概念、理论基础及实际应用，引入了大量工程应用实例及国内外相应标准，增加了知识点，拓展了无损检测技术在材料性能评价及健康监测领域的应用，介绍了目前应用的新技术和新工艺，适合本科生和工程技术人员学习。