基于无损检测的激光超声信号分析
【摘要】本文采用了移动线光源扫描技术建立了检测激光超声的实验系统，对实验中探头与金属边界距离不同的超声表面波提取出幅度、频谱等信息;通过理论分析及实验数据的验证，得到金属边界反射对这些参数的影响。该文的研究成果为金属表面缺陷无损检测时边界反射对检测的影响提供有效的说明。
【关键词】表面波;缺陷检测;扫描激光线源技术;激光超声;边界反射
1.引言
铝合金是现代工业中应用最为广泛的一种有色金属结构材料。在飞机制造、造船、汽车制造等重工业领域，用铝合金代替传统工艺上的钢或者铸铁，能有效减轻构件重量，提高构件的结构强度和散热性能[1]。在家用电器、建筑材料等轻工业领域，铝合金的用途也非常广泛。但是，在将铝合金材料生产成各种零配件的制造过程中，有可能因为材料本身有缺陷，或者生产工艺和环境影响等因素使得零件产生缺陷，若不及时发现并排除，将引发产品质量问题，甚至给人员和财产安全造成重大损失[2]。为了不破坏材料构件原来的形状，不改变其使用性能，采用无损检测方法对铝合金材料进行缺陷检测是很重要的。
采用激光超声技术对缺陷进行检测，具有很多优点：可实现非接触的激发和测量;频带宽;适用材料的范围很广;当工作于热弹机制下能实现非破坏性无损检测;受表面状况影响小，测量准确度和分辨能力都很高[3];激光激发的声表面波尤其是沿表面传播的瑞利波（RyaelihgWave）具有激发效率高，衰减小和易于检测等优点，便于用来对缺陷进行检测和定位，具有显著的优势。
2.理论体系
2.1 小波基的选择
直接针对几种特定的小波基，对这些小波基在工程应用中的效果进行评估，以此选出最优者。该方法理论联系实际，可操作性较高。本文通过以下几方面来比较各种小波性质以及它们在实际信号处理方面的效果差异，以此判断小波的实用性，并作为选择小波基的理论依据。
（1）支撑长度：与时频局部化能力有关;
（2）对称性：能避免或减少相位失真;
（3）正则性：有利于重构的信号和图像获得较好的平滑效果;
（4）消失矩：对小波在信号压缩、信号降噪、信号奇异性检测等方面的应用极为重要;