激光剪切散斑成像技術

        由于各類復合材料被大量應用到現業制造中，如何快速并準確地發現該類材料中的臨界斷裂和表面及亞表面缺陷（如老化脫膠、脫層、芯斷裂以及疲勞損傷等不可見損傷）是當今檢測領域中的一大熱點問題。利用復合材料的聲、光、熱等物理特性，目前已研究并發展成功了多種檢測系統，如聲檢測系統、熱成像檢測系統以及激光探傷檢測系統。其中，激光剪切散斑成像檢測技術是目前可滿足復合材料的、大面元檢測需求的探傷系統。

        激光剪切散斑成像檢測技術是一種非接觸式光學檢測技術。利用動態加載方法，激光剪切散斑成像檢測技術可對被測材料內部質量提供非接觸的，的快速檢測。目前，剪切散斑成像技術的檢測速度2.5-110平方米/每小時，是聲C掃描檢測速率的2.5-120倍。2005年，激光剪切散斑成像檢測技術被列入ASNT/TC-1A的III級，這是激光檢測方法的重大里程碑。 隨著這一技術變得廣為人知，其在航空航天、電子、航海、輪胎和設備中的商業應用數量也大大增加；并為這些領域提供的、集成化的工業控制手段，從而生產質量，大大降低了生產成本。

技術原理：

        剪切散斑成像系統一般采用如圖1所示的改進型邁克爾遜型干涉光路。在該干涉光路中，通過控制其中一個反射鏡的傾斜量，使得從兩個反射鏡分別反射到CCD表面的圖像間產生的偏移，此時在CCD表面所合成的圖像被稱為剪切圖像或散斑圖像。剪切量是一個與角度和位移量相關的向量。該剪切向量是決定干涉儀檢測表面位移導數靈敏度的重要因素之一。 

應用：

       本激光剪切散斑成像檢測系統的顯著優點使得它成為一個實用的檢測工具，而且已經在檢測領域獲得了廣泛的工業認同。的，剪切散斑一直是飛機結構（比如復合材料、合金結構和飛機的輪胎）缺陷檢測的常規方法，如：美國聯邦航空委員已指定這項技術用于檢查飛機輪胎。

激光剪切散斑成像檢測技術的應用范圍：

              ?飛機和車輛的輪胎

              ?復合面板

              ?壓力容器和管道

              ?微電子包裝（密封）

              ?碳纖維增強復合材料（CFRP）具體增強性檢測

              ?表面壓力，張力和位移的測量

              ?殘余應力評估

              ?三維形貌測量

              ?噪聲和振動分析

              ?泄露探測

              ?建筑診斷，例如墻面瓷磚脫層檢測

              ?流動顯示

剪切散斑技術中，加載方式是決定因素之一。對于不同的檢測目標，常用的加載方式有：

             ?真空或增壓加載

             ?瞬態熱應力加載

             ?聲振動或聲壓強加載

檢測：

壓力容器或者管道故障檢測

         壓力容器或者管道是用于在的壓力下容納或者傳遞氣體或液體的裝置，當該類裝置中存在缺陷時，缺陷會導致周邊區域的局部形變反常。該類形變即可采用激光剪切散斑成像檢測技術進行檢測，它通過測量局部表面形變來確定壓力容器或者管道內部或亞表面缺陷。

脫層檢測（如復合材料）

         復合材料是由兩個或多個物理或化學特性明顯不同的組分材料制造的工程材料，并且在結構內部的宏觀層面能保持各自的性質。復合材料由于其高機械應力性能被廣泛應用于不同的結構。然而，復合材料性能取決于不同材料之間的粘合強度。結合各類加載技術，激光剪切散斑成像檢測技術能在復合材料結構，比如：蜂巢復合材料的粘合性檢查中展現的能力。

輪胎檢測

         輪胎檢測是剪切散斑技術的一項實際應用。該剪切散斑技術得到了美國聯邦航空委員會的，并且要求橡膠工業使用這項技術考評輪胎質量。真空或增壓加載（這是檢查輪胎中復雜的層狀結構的應力法）是輪胎剪切散斑檢測中常用的加載方法。輪胎樣品在密封空間抽成真空或者加壓，使用剪切散斑技術在輪胎內表面圖像上確定缺陷的位置。

微電子設備的密封性能

        暴露在環境中的微電子線路和元件需要氣密封裝，器件不嚴密的封裝會讓水分和其他雜質滲入封裝包從而引起電路故障。剪切散斑提供對氣密封裝蓋的實時形變測量，配合半真空室或增壓室，通過對條紋圖樣的檢測，剪切散斑技術可以快速分析氣密封口的滲漏情況。

瓷磚墻粘合的完整性檢測

        許多房地產和高樓大廈（至少50米高的樓）使用墻面貼磚作為表面保護和裝飾。混凝土墻面和貼墻磚之間的粘合會間老化或蝕損，甚至從建筑表面掉落。傳統的檢測法是點對點檢測的輕敲法。剪切散斑技術提供了對瓷磚墻粘合完整性的一種非接觸，的快速檢測方法，如圖7所示，其中圖(c)顯示出墻面貼磚的脫膠位置及尺寸。