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LUTS100 型激光超聲檢測設備介紹

一、設備概覽

LUTS100是西安增材制造國家研究院有限公司自主研發(fā)的一款適用于電弧焊接增材制造的激光超聲在線檢測設備。該設備采用脈沖激勵器與接收器、運動系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、激勵與接收探頭等組成，可實現(xiàn)非接觸式 “逐層制造，逐層檢測”的功能；可識別增材制造過程中溫度梯度大、熔池凝固速度快導致的氣孔、裂紋等冶金缺陷；解決制件缺陷尺寸小，成形后大件、厚件難以實現(xiàn)高檢測分辨率的問題。

該設備的核心組成部分為激光超聲檢測模塊，可根據(jù)用戶需求集成到增材制造設備、機床、機器人、運動模組等系統(tǒng)中，對航空、航天、兵器、汽車等領域的關(guān)鍵核心部件進行自動化掃描與缺陷檢測。

二、設備性能參數(shù)

表1 設備參數(shù)

三、設備主體介紹

激光超聲檢測裝備分為兩種型號，LUTS100是與機器人系統(tǒng)集成后的激光超聲在線檢測系統(tǒng)；LUTSM為激光超聲檢測模塊，可與工業(yè)設備進行集成，實現(xiàn)檢測功能。

（1）激光超聲檢測系統(tǒng)（LUTS100）主要由高精度六關(guān)節(jié)的工業(yè)機器人、脈沖激光器和接收器、激勵與接收探頭等部件組成。主要用于金屬焊接增材制造中進行在線檢測，實現(xiàn)“邊制造，邊檢測”的功能，也可用于制件制造完成后的離線檢測。

圖1 激光超聲檢測系統(tǒng)

（2）激光超聲檢測模塊（LUTSM）主要由脈沖激光器、接收器、激勵與接收探頭等部件組成，可以將檢測探頭安裝在便于集成的工業(yè)設備例如激光金屬熔融成形設備（LMD）、工業(yè)機器人焊接設備等進行制件檢測，也可將將該模塊安裝在光學平臺上進行材料檢測實驗研究。

圖2 激光超聲檢測模塊

三、軟件介紹

激光超聲檢測軟件系統(tǒng)為自主研發(fā)（已申請軟件著作權(quán)）的一款信號處理軟件，主要包括：信號采集模塊、運動系統(tǒng)控制模塊、信號處理模塊、數(shù)據(jù)成像模塊、數(shù)據(jù)管理等模塊。激光超聲檢測軟件界面可實現(xiàn)信號采集、信號處理參數(shù)設定、缺陷成像和檢測位置反饋等功能。

信號采集模塊：激光超聲波信號、檢測點溫度信號與檢測點位置信號采集等；

信號預處理：歸一化處理、去趨勢化處理、低通濾波處理等；

數(shù)據(jù)處理：時域分析、頻域分析、時頻分析等；

數(shù)據(jù)成像：A掃成像、B掃成像、C掃成像等；

數(shù)據(jù)管理：數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)調(diào)用、材料數(shù)據(jù)庫模塊等，其中材料數(shù)據(jù)庫模塊包含多種材料屬性，能夠滿足多種材料的檢測需求；

圖3 激光超聲在線檢測系統(tǒng)軟件

四、應用范圍

（1） 工業(yè)應用領域：航空、航天、兵器領域的葉片、渦輪盤等核心部件的缺陷檢測

（2） 原材料檢測：鋁合金、不銹鋼、鈦合金、復合材料的缺陷和材料性能檢測

（3） 檢測類型：電弧焊接增材制造過程在線檢測、增材制造過程在線檢測、涂層檢測

圖4 激光超聲檢測系統(tǒng)應用領域

圖5 電弧焊接增材制造的激光超聲在線檢測系統(tǒng)

五、培訓服務

表2 激光超聲檢測系統(tǒng)培訓