激光剪切散斑成像技術(shù)
由于各類復(fù)合材料被大量應(yīng)用到現(xiàn)業(yè)制造中，如何快速并準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)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(dāng)今檢測(cè)領(lǐng)域中的一大熱點(diǎn)問題。利用復(fù)合材料的聲、光、熱等物理特性，目前已研究并發(fā)展成功了多種檢測(cè)系統(tǒng)，如聲檢測(cè)系統(tǒng)、熱成像檢測(cè)系統(tǒng)以及激光探傷檢測(cè)系統(tǒng)。其中，激光剪切散斑成像檢測(cè)技術(shù)是目前可滿足復(fù)合材料的、大面元檢測(cè)需求的探傷系統(tǒng)。
激光剪切散斑成像檢測(cè)技術(shù)是一種非接觸式光學(xué)檢測(cè)技術(shù)。利用動(dòng)態(tài)加載方法，激光剪切散斑成像檢測(cè)技術(shù)可對(duì)被測(cè)材料內(nèi)部質(zhì)量提供非接觸的，的快速檢測(cè)。目前，剪切散斑成像技術(shù)的檢測(cè)速度2.5-110平方米/每小時(shí)，是聲C掃描檢測(cè)速率的2.5-120倍。2005年，激光剪切散斑成像檢測(cè)技術(shù)被列入ASNT/TC-1A的III級(jí)，這是激光檢測(cè)方法的重大里程碑。 隨著這一技術(shù)變得廣為人知，其在航空航天、電子、航海、輪胎和設(shè)備中的商業(yè)應(yīng)用數(shù)量也大大增加；并為這些領(lǐng)域提供的、集成化的工業(yè)控制手段，從而生產(chǎn)質(zhì)量，大大降低了生產(chǎn)成本。
技術(shù)原理：
剪切散斑成像系統(tǒng)一般采用如圖1所示的改進(jìn)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(gè)反射鏡的傾斜量，使得從兩個(gè)反射鏡分別反射到CCD表面的圖像間產(chǎn)生的偏移，此時(shí)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(gè)與角度和位移量相關(guān)的向量。該剪切向量是決定干涉儀檢測(cè)表面位移導(dǎo)數(shù)靈敏度的重要因素之一。
應(yīng)用：
本激光剪切散斑成像檢測(cè)系統(tǒng)的顯著優(yōu)點(diǎn)使得它成為一個(gè)實(shí)用的檢測(cè)工具，而且已經(jīng)在檢測(cè)領(lǐng)域獲得了廣泛的工業(yè)認(rèn)同。的，剪切散斑一直是飛機(jī)結(jié)構(gòu)（比如復(fù)合材料、合金結(jié)構(gòu)和飛機(jī)的輪胎）缺陷檢測(cè)的常規(guī)方法，如：美國(guó)聯(lián)邦航空委員已指定這項(xiàng)技術(shù)用于檢查飛機(jī)輪胎。
激光剪切散斑成像檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍：
?飛機(jī)和車輛的輪胎
?復(fù)合面板
?壓力容器和管道
?微電子包裝（密封）
?碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）具體增強(qiáng)性檢測(cè)
?表面壓力，張力和位移的測(cè)量
?殘余應(yīng)力評(píng)估
?三維形貌測(cè)量
?噪聲和振動(dòng)分析
?泄露探測(cè)
?建筑診斷，例如墻面瓷磚脫層檢測(cè)
?流動(dòng)顯示
剪切散斑技術(shù)中，加載方式是決定因素之一。對(duì)于不同的檢測(cè)目標(biāo)，常用的加載方式有：
?真空或增壓加載
?瞬態(tài)熱應(yīng)力加載
?聲振動(dòng)或聲壓強(qiáng)加載
檢測(cè)：
壓力容器或者管道故障檢測(cè)
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(dāng)該類裝置中存在缺陷時(shí)，缺陷會(huì)導(dǎo)致周邊區(qū)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(cè)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，它通過測(cè)量局部表面形變來確定壓力容器或者管道內(nèi)部或亞表面缺陷。
脫層檢測(cè)（如復(fù)合材料）
復(fù)合材料是由兩個(gè)或多個(gè)物理或化學(xué)特性明顯不同的組分材料制造的工程材料，并且在結(jié)構(gòu)內(nèi)部的宏觀層面能保持各自的性質(zhì)。復(fù)合材料由于其高機(jī)械應(yīng)力性能被廣泛應(yīng)用于不同的結(jié)構(gòu)。然而，復(fù)合材料性能取決于不同材料之間的粘合強(qiáng)度。結(jié)合各類加載技術(shù)，激光剪切散斑成像檢測(cè)技術(shù)能在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，比如：蜂巢復(fù)合材料的粘合性檢查中展現(xiàn)的能力。
輪胎檢測(cè)
輪胎檢測(cè)是剪切散斑技術(shù)的一項(xiàng)實(shí)際應(yīng)用。該剪切散斑技術(shù)得到了美國(guó)聯(lián)邦航空委員會(huì)的，并且要求橡膠工業(yè)使用這項(xiàng)技術(shù)考評(píng)輪胎質(zhì)量。真空或增壓加載（這是檢查輪胎中復(fù)雜的層狀結(jié)構(gòu)的應(yīng)力法）是輪胎剪切散斑檢測(cè)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(shù)在輪胎內(nèi)表面圖像上確定缺陷的位置。
微電子設(shè)備的密封性能
暴露在環(huán)境中的微電子線路和元件需要?dú)饷芊庋b，器件不嚴(yán)密的封裝會(huì)讓水分和其他雜質(zhì)滲入封裝包從而引起電路故障。剪切散斑提供對(duì)氣密封裝蓋的實(shí)時(shí)形變測(cè)量，配合半真空室或增壓室，通過對(duì)條紋圖樣的檢測(cè)，剪切散斑技術(shù)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(cè)
許多房地產(chǎn)和高樓大廈（至少50米高的樓）使用墻面貼磚作為表面保護(hù)和裝飾?；炷翂γ婧唾N墻磚之間的粘合會(huì)間老化或蝕損，甚至從建筑表面掉落。傳統(tǒng)的檢測(cè)法是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)檢測(cè)的輕敲法。剪切散斑技術(shù)提供了對(duì)瓷磚墻粘合完整性的一種非接觸，的快速檢測(cè)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。
