Создан лазерный метод бесконтактного обнаружения дефектов на объемных поверхностях

Лазерные технологии, Промышленные лазеры, Сделано в России Комментарии к записи Создан лазерный метод бесконтактного обнаружения дефектов на объемных поверхностях отключены

Его можно применять в медицине, самолетостроении, космической отрасли, материаловедении и других сферах. Исследователи университета Хельсинки и Уральского федерального университета разработали прорывной метод обнаружения и визуализации дефектов на поверхности и внутри различных объектов с помощью лазеров.

Главное достоинство метода в том, что он бесконтактный и может обнаружить повреждения в объемных объектов. До сих пор это было невозможно: альтернативные технологии применимы только к плоским поверхностям, либо не гарантируют верного результата вследствие искажений сигналов из-за кривизны геометрии объектов не гарантируют верного результата.

«С помощью мощного лазера в верхней части объемного объекта генерируются акустические волны. По мере распространения волн другой лазер улавливает их. Для успешного сканирования лазер обнаружения должен отразиться от поверхности образца и вернуться в то место, где он возник. Основная трудность заключалась в выравнивании лазера обнаружения, так как образец изогнут, а лазерный луч должен быть строго перпендикулярен к его поверхности. Мы решили эту проблему: в нашем методе акустические волны, сгенерированные на вершине объекта, улавливаются лазером обнаружения в другой точке — посередине, на «экваторе» объекта. Такое распределение точек генерации и обнаружения волн предупреждает образование помех и обеспечивает высокую точность изображений, которые передаются на компьютер», — описал суть методики аспирант кафедры физики университета Хельсинки Даниэль Вейра Канле.

Вейра Канле и старший научный сотрудник УрФУ, доцент университета Хельсинки Мария Грицевич отвечали в исследованиях за разработку математической модели.

«В лабораторных условиях образец вращался вокруг лазерного источника. Возможно и другое решение, когда, наоборот, лазерный источник будет вращаться вокруг объекта. И в том, и в другом случае акустические волны постепенно воспроизводят картину физического состояния объекта, шаг за шагом формируется полная и детальная акустическая карта. Затемнения указывают на местоположение и размер повреждений. Для проверки эффективности разработанного метода мы просканировали четыре полусферические оболочки из нержавеющей стали. Акустическая карта состояла из 200 сигналов, наложенных друг на друга. Визуализировав результаты сканирования, мы получили 3D-модель образца и таким образом обнаружили дефекты размером до 2 мм», — рассказала Мария Грицевич.

Области практического применения разработанного метода обширны. Он может быть использован при изготовлении и эксплуатации любых изделий. Сами разработчики предлагают применить технологию к ортопедическим имплантам.

«Наш метод дает четкое представление о том, насколько прочно протез прикреплен к кости, есть ли нежелательные пустоты в цементе, который удерживает протез», — обратил внимание Даниэль Вейра Канле.

«Мы считаем, что выгоду из нашего подхода могла бы извлечь и космическая отрасль. Например, при решении задачи дистанционной экспресс-проверки состояния топливных баков космических аппаратов», — добавила Мария Грицевич.

Статья с описанием методики и результатов ее экспериментального тестирования опубликована в журнале Scientific Reports, одном из крупнейших научных изданий мира.

Источник: https://xn--80afdrjqf7b.xn--p1ai/news/7050

Рекомендуем для Вас


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top