南京理工大学泰州科技学院现代设备管理课程论文学生姓名：胡友林学号：1101020133 专业：11工业工程论文题目:光电检测技术在无损探伤中的应用指导教师:周建中教师评价：论文选题符合工业工程专业课程考核要求，具有一定的理论意义和实用价值,作者阅读较广泛,参考文献较充足。
很好□较好□一般□尚可□差□论文观点正确，结构较合理，层次较清晰，逻辑性强，论述较全面，工作量较充实，结论具有一定的现实指导意义。
很好□较好□一般□尚可□差□该生平时学习较认真，善于思考，到课率高，不迟到早退。
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很好□较好□一般□尚可□差□签名：20 年月目录1 引言 (1)2 光电检测技术简介 (2)3 光电检测技术与无损检测 (2)3.1 光电检测技术原理 (2)3.2 光电检测技术的现状 (3)3.3 无损检测技术概述 (4)3.4 光电检测技术的发展趋势 (5)4 红外成像无损检测技术 (6)4.1 红外成像原理 (6)4.2 焊接缺陷的检测 (7)5 机器视觉技术与无损检测 (8)5.1 机器视觉技术概述 (8)5.2 机器视觉技术在钢板缺陷监测中的应用 (9)6 X射线无损检测 (10)6.1 X射线检测原理 (10)6.2 X射线检测在铸件缺陷检测中的应用 (11)7 激光超声检测 (12)7.1 激光超声检测的原理 (12)7.1.1 灼烧区 (13)7.1.2 热弹区 (13)7.2 激光超声检测技术 (14)7.2.1 激励用激光器 (14)7.2.2 光学接受技术 (14)结束语 (17)参考文献 (18)1 引言无损检测技术（Non-destructive testing），是利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，并给出缺陷的大小、位置、性质和数量的所有技术手段的总称。
由于并不影响被检对象的使用性能，无损检测技术在这些年得到了飞速的发展。
光电检测技术是光电信息技术的主要技术之一它是以激光红外光纤等现代光电子器件作为基础通过对被检测物体的光辐射经光电检测器接受光辐射并转换为电信号，再经过后续的处理，获取有用信息的技术。
光电检测技术与无损检测技术的结合，可以取两者的优点，得到越来越广泛的应用，在本文中将对常用的基于光电技术的无损检测技术进行概述。
主要论述红外检测技术、机器视觉检测技术、X射线检测技术等几种无损检测技术。
对他们的原理和适用范围都做了详细的论述，并举例说明了每一种技术在实际生活中的应用。
关键词：光电检测，无损检测，红外成像，机器视觉，X射线检测2 光电检测技术简介随着现代科学技术以及复杂自动控制系统和信息处理与技术的提高，光电检测技术作为一门研究光与物质相互作用发展起来的新兴学科，已成为现代信息科学的一个极为重要的组成部分。
光电检测技术具测量精度高、速度快、非接触、频宽与信息容量极大、信息效率极高、以及自动化程度高等突出特点，令其发展十分迅速，并推动着信息科学技术的发展。
它将光学技术与现代电子技术相结合，广泛应用于工业、农业、家庭、医学、军事和空间科学技术等领域。
无损检测技术是随着高科技发展应运而生的一门新技术,该技术不同于传统的物理化学分析方法，它主要运用物理学方法如光学、电学和声学等手段对产品进行分析，且不破坏样品，在获取了样品信息时保证了样品的完整性，无损检测技术检测速度较传统的物理化学方法迅速，又能有效地判断出从外观无法得出的样品内部品质信息。
随着计算机技术的迅速发展，带动了化学计量学的发展，极大地促进了无损检测技术在工农业生产中的广泛应用。
光电检测技术也是一种非接触的检测技术，它的实施过程也不会对样品造成伤害，能够很好的获取样品的信息，所以说它也是一种无损检测技术。
光电检测技术在机器零部件的探伤方面得到了广泛的应用，在机械零部件的无损检测中常用的光电检测技术有红外成像技术、机器视觉技术和X射线无损检测技术，在本文中将对这几种技术以及他们在无损检测中的应用作详细的介绍。
3 光电检测技术与无损检测3.1 光电检测技术原理光电检测技术是光电信息技术的主要技术之一，它是以激光、红外、光纤等现代光电子器件作为基础，通过对被检测物体的光辐射，经光电检测器接受光辐射并转换为电信号，由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用信息，再经模/数转换接口输入计算机运算处理，最后显示输出所需要的检测物理量等参数，其工作原理如图3.1所示。
图3.1 光电检测系统工作原理光电检测技术主要包括光电变换技术、光信息获取与光测量技术以及测量信息的光电处理技术等。
主要有如下特点：1.精度高。
激光干涉法测量长度的精度可达0.05um/m；用激光测距法测量地球与月球之间距离的分辨力可以达到1m。
2.高速度。
光电检测技术以光为媒介，而光的传播速度非常快，无疑用光学方法获取和传递信息是最快的。
3.距离远、大量程。
光是最便于远距离传输的介质，尤其适用于遥控和遥测，如光电跟踪等。
4.非接触测量。
光照到被测物体上可以认为是没有测量力的，因此也无摩擦，可以实现动态测量，是各种测量方法中效率最高的。
3.2 光电检测技术的现状随着科技发展的日新月异，光电检测技术已经发展出纳米、亚纳米高精度的光电测量新技术；小型、快速的微型光、机、电检测系统在各个领域应用越来越广泛。
非接触、快速在线测量已经取代原始的接触式，较缓慢的检测技术，并向微空间三维测量技术和大空间三维测量技术方向发展；闭环控制的光电检测系统，实现光电测量与光电控制一体化。
向人们无法触及的领域发展。
光电跟踪与光电扫描测量技术等先进的光电检测技术的进步和广泛应用将对人们生活，工业生产甚至国防科技产生巨大影响和改革。
随着光纤传感技术的飞速发展，光纤气体传感器也得到了广泛的研究和应用。
它具有灵敏度高、响应速度快、防燃防爆、不受电磁干扰、可以实现光信号的长距离传输和现场实时遥测等优点，所以对光电检测方法研究的关注也一直在增加。
随着光纤光栅传感器的广泛应用，光纤光栅传感信号的检测系统也有了很大的发展。
相比于传统采用单色仪、光谱仪扫描等方式来检测光纤光栅传感信号的方式，采用光电转换方式，即把对光强信号的测量转变为对电压信号的测量方式有它的优越性，它具有检测设备制造成本低、方便携带、可以实现对实时变化信号高速检测和拥有更广的工程应用等优点。
光电检测技术在人类基因工程方面也有着广泛的发展，如利用可见光信号强弱的变化检测DNA杂交信号。
这种新型的DNA光电检测系统同样是由兼容探针DNA自组装的硅集成电路构成。
而在该系统中目标DNA序列与磁珠连接，目标DNA序列与探针DNA分子杂交后，磁珠就会覆盖在载体表面形成暗区。
而载体下方的光电二极管阵列此时便可以检测出DNA杂交反应前后的光信号变化，输出DNA杂交信号。
新型抗干扰式光电检测头通过优化红外发射管工作参数和采用脉冲选通门控检波电路，有效地抑制了电气干扰噪声，提高了检测头的抗干扰性能和工作可靠性。
实验数据表明了其有效性。
同时，该种光电检测头已经在多个大型机电设备制造厂家应用，工厂实际应用结果表明：新型的光电检测头误动作率不到老产品的千分之一，抗电气干扰能力显著提高，具备了工业级的高可靠性能。
3.3 无损检测技术概述无损检测NDT（Non-destructive testing），就是利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否在缺陷或不均匀性，给出缺陷的大小、位置、性质和数量的所有技术手段的总称。
NDT是指对材料或工件实施一种不损害信息，进而判定被检对象所处技术状态，如合格与否、剩余寿命等或不影响其未来使用性能或用途的检测手段。
通过使用NDT，能发现材料或工件内部和表面所存在的缺陷，能测量工件的几何特征和尺寸，能测量材料或工件的内部组成、结构、物理性能和状态等。
无损检测方法可以分为常规无损检测方法和非常规无损检测方法。
常规无损检测方法有超声检测Ultrasonic Testing，射线检测 Radiographic Testing，磁粉检测 Magnetic particle Testing，渗透检测 Penetrate Testing，涡流检测 Eddy current Testing；非常规无损检测技术有声发射 Acoustic Emission，泄露检测 Leak Testing，光全息照相 Optical Holography，红外热成像，微波检测 Microwave Testing。
随着这些年的飞速发展，无损检测技术逐渐由定性检测向定量检测方向发展，在检测过程中，不仅要探测出缺陷的有无及位置，还要测定出缺陷的类型、尺寸、形状和取向。
通过上面的分析，可以发现光电检测技术和无损检测技术的本质都是通过传感器获取物件的状态信息。
通过传感器检测到的电信号，经过后续的处理，从而得到物件的状态信息，确定物件的运行状态。
从这个层面上判断，二者应该有很大的交集，事实也是这样的，光电检测技术在无损检测领域得到了广泛的应用，主要包括红外成像技术、机器视觉技术和X射线等技术。
3.4 光电检测技术的发展趋势随着世界各国的激烈竞争正以日新月异的速度突飞猛进及科研技术的提高，检测技术在国民经济的各个行业中，起着举足轻重的作用，无论科学研究、产品质量及自动控制都需要检测，利用现代光电子技术作为检测手段，具有无接触、无损、远距离、抗干扰能力强、受环境影响小、检测速度快、测量精度高等优越性，是当今检测技术发展的主要方向。
光电检测技术将向着高精度、智能化、数字化、多元化、微型化、自动化方向发展。
所谓高精度是指检测精度向高精度方向发展，纳米、亚纳米高精度的光电测量新技术是今后的发展热点；智能化是指检测系统向智能化方向发展，如光电跟踪与光电扫描测量技术；数字化是指检测结果向数字化，实现光电测量与光电控制一体化方向发展；多元化是指光电检测仪器的检测功能向综合性、多参数、多维测量等多元化方向发展，并向人们无法触及的领域发展，如微空间三维测量技术和大空间三维测量技术；微型化是指光电检测仪器所用电子元件及电路向集成化方向发展；微型化是指光电检测系统朝着小型、快速的微型光、机、电检测系统发展；自动化是指检测技术向自动化，非接触、快速在线测量方向发展，检测状态向动态测量方向发展。
以激光器为基础的光电检测系统已经成为最主要的发展方向。
随着精密度和功能特性的提高, 它将不断取代那些昂贵且复杂的检测方案。
由于激光技术的不断提高和成本的稳定下降, 可以肯定, 激光光电检测技术将日益成为光电用户的首选方案。
激光超声检测技术是光电检测技术的另一重要的发展方向。
这一技术利用高能量的激光脉冲与物质表面的瞬时热作用，在固体表面产生热特性区，然后利用这种小热层在材料内部向四周热膨胀扩散产生热应力，从而通过这种热应力产生超声波。