摘 要

钢球表面及内在质量是影响轴承寿命的重要因素之一。几十年来钢球一直采用目视方法进行成品检测。这种方法已经无法满足现代工业技术的发展需要，所以就需要一种全新的无损检测技术来检测钢球的缺陷。基于激光的光声效应，也就是激光超声检测技术在钢球缺陷检测方面有着传统方法无法匹及的作用，因此本文主要就激光超声检测技术和基于光声效应的钢球缺陷快速检测进行研究。本文围绕这一内容，主要开展了以下几个方面的内容：

（1）归纳总结激光超检测技术，包括其工作的机理，运用的范围，和传统的超声检测技术相比，其优越性在哪等。

（2）对激光超声检测技术的原理进行了归纳总结。包括三个方面第一是物体能接受多少激光的能量；第二个方面是材料各点在吸收了热量之后，热量在物体内各个质点的传播；第三个方面就是，各点温度变化后，质点的振幅变化情况。

（3）通过实验总结归纳出缺陷钢球对无缺陷钢球而言，波形有什么特征，通过这些特征，可以对钢球是否有缺陷进行快速判定。

关键词：缺陷检测，光声效应，激光超声检测技术

Abstract

Steel ball surface and internal quality is one of the important factors affecting the service life of bearings. For decades , using a visual inspection is the only way to inspect the ball. This method has been unable to meet the development of modern industrial technology need, so we need a new nondestructive detection technology to detect the steel ball flaw.Laser ultrasonic detection technology in the flaw detection of steel ball has a traditional methods can not match the role.So this paper mainly focuses on the laser ultrasonic testing technology and the rapid detection of steel ball defects based on photoacoustic effect. This paper focuses on the content, mainly to carry out the following aspects of content:

(1) Sum up laser detection technology, including the mechanism of its work, the scope of application, and comparing with the traditional ultrasonic testing technology, its superiority in it.

(2) The principle of the laser ultrasonic detection technology were summarized. Including three aspects. First, how much laser energy can be accepted by an object. Second，after absorbing the heat,how the heat is spread among the particles . Third，after the temperature changes, the amplitude of the particle changes.

(3) Through the experimental conclusion, the defect of the steel ball is summed up in the case of no defect ball,the waveform has what characteristics, through this special, you can determine whether there is a defect of the steel ball.

Key words: defect detection, photoacoustic effect, laser ultrasonic testing technology

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.3国内外研究现状 3

1.4研究内容与方法 3

1.4.1研究内容 3

1.4.2研究方法 3

第2章 激光超声检测系统介绍 5

2.1 超声波激发部分 5

2.2激发的超声波的种类和在被测工件中的转播规律 6

2.3超声波的接收 7

第3章 钢球缺陷检测实验 9

3.1仪器介绍 9

3.1.1仪器概述 9

3.1.2仪器的软硬件组成 9

3.2实验过程 10

第4章 基于实验结果的钢珠缺陷快速检测 12

4.1 实验结果 12

4.1.1频域上实验结果 12

4.1.2时域上实验结果 16

4.2 实验结果总结和分析 18

4.2.1从频域总结和分析 18

4.2.2 从时域总结和分析 19

4.3 基于实验结果的钢珠缺陷快速判断 19

4.3.1基于时域信号的快速判断 19

4.3.2基于频域设计方案 20

第5章 研究成果和展望 25

5.1研究主要成果 25

5.2存在的问题及展望 25

参考文献 26

致 谢 27

附录 28

第1章 绪论

1.1研究背景

钢球的表面质量和内部质量是影响轴承的使用年限的重要条件之一。几十年来钢球的质量一直沿用目视的方法对加工后的钢球进行检验，这种检验的方法，对现代对钢珠的质量要求已无法满足。所以目前，目前迫切需要对钢球实现无损检测。

无损检测是在不损伤或者不破坏被检测试件使用性能的基础上，利用各种技术，如光、电、磁、超声和射线等，在不破坏的基础上对试件进行检测，并判断试件中是否有裂痕，夹杂、分层等影响试件的使用性能的缺陷，并且给出缺陷所在的位置、形状、性质等信息，以及对试件的基础状态进行评估的所有技术方法的总称。在现代工业技术中，无损检测的应用十分广泛，如航空航天、武器制造、石油化工、核产业、锅炉与压力容器等。准确的无损检测技术，为提升产品质量和产品生产过程中的安全都提供了有力的保障，一个国家的现代产业技术水平可以通过这个国家的无损检测技术的水平来体现。无损检测技术的日益成熟和应用，可以给国家和企业带来可观的经济效益。一般的无损检测技术（包括超声波检测、涡流检测、射线、电磁学及渗透等），虽然技术已经比较成熟，原理和方法比较简单，操作没有难度，成本也比较低廉，但在一些特定的场合已经无法达到使用的要求。以应用最多的超声波检测为例，在恶劣环境条件下的测量（高温高压，有放射性物质等）；高精度，高分辨率等方面，此方法的有效性大幅度降低，甚至不能使用。所以，发展各种新的无损检测技术很有市场需求。

1.2研究目的及意义