欣佰特科技 | XARION光学麦克风+LEA技术在航空航天干式检测中的成功实践

在航空航天领域，安全与质量是核心议题。从飞机到宇宙飞船，材料的微小缺陷都可能引发严重后果，无损检测（NDT）技术因此备受重视。然而，传统超声检测方法多依赖手动操作或大量耦合剂，流程繁琐且成本较高。今天，我们来了解一家名为 XARION 的奥地利公司，其激光激发声学（LEA）技术正在改变这一现状。

XARION的创新传感器技术：光学麦克风

XARION 开发出一种无接触式超声检测方法 —— 激光激发声学（LEA），其核心是无膜的光学麦克风。该麦克风头部由两个镜子构成一个小腔体，通过光纤与激光耦合。当声音穿过时，会调制腔体内空气的折射率，改变反射激光光量。这项技术在空气中实现了最高4MHz 的带宽，超越压电换能器。与传统激光超声技术相比，在测量粗糙表面或复杂表面几何形状时，展现出更好的角度对准容差。

激光激发声学：自动化超声检测的新选择

LEA 的工作原理是，脉冲激光在被测样本表面产生宽带超声信号，这是由热弹性效应引起的，即材料局部升温几度导致突然膨胀，进而产生穿过材料的压力波。激光强度远低于烧蚀阈值，确保表面完好无损。像分层或孔隙等缺陷会反射超声波，当这些波到达表面时，部分超声信号会辐射到周围环境中，可被光学麦克风检测到。通过分析测量信号的总信号强度、到达时间或频谱分布，揭示材料内部特性，使隐藏的缺陷可见。

这种技术无需接触介质，如凝胶，这些介质常阻碍传统超声技术的自动化。其流程易于自动化，适用于大型工业机器人，能在生产线上集成检测机器，检测出微小的裂缝、孔洞或空隙。LEA 可在透射模式下工作，即激发激光和光学麦克风位于样本的两侧，或在单侧配置下工作，检测器与激发激光位于同一侧。如今，技术的最新扩展允许进行 “脉冲 - 回波” 测量，还能量化缺陷深度。

激光激发声学：多功能性与速度的优势

除了无接触式操作，LEA 还能提供高分辨率图像，并可在粗糙表面和复杂几何形状上工作，这使其区别于其他技术，如压电换能器的空气耦合超声波或传统激光超声波。XARION 的紧凑型检测探头尺寸约为 70 毫米 ×35 毫米 ×20 毫米，仅通过两根光纤连接，适用于其他无损检测技术无法施展的狭小空间。

XARION 提供 LEAsys，一款独立的超声波检测工具，以及定制化解决方案。LEAsys 结合了 XARION 的技术与高分辨率的 x - y 扫描仪和实时数据分析，适用于复合材料、金属和粘合接头的无损检测。它可在单侧和透射配置下工作，非常适合研发部门和中小型生产设施。

此外，XARION 的 LEA 解决方案还提供了一种对眼睛安全的配置，这意味着无需激光柜，只需简单的围栏、光幕等保证足够的安全距离，即可轻松集成到生产现场。

尽管自动化生产已成主流，但检测自动化仍显不足。XARION 通过结合LEA 检测探头与工业机器人，有望改变这一局面。这种创新方案不仅可替代传统空气耦合或水基超声波检测，还适用于复杂场景，尤其在空间受限或液体耦合剂使用受限的情况下。

XARION 提供多种无损检测解决方案，包括透射配置、投掷 - 捕获配置和脉冲 - 回波配置。其8通道或16通道检测探头能实现大面积高速扫描，眼睛安全的激光配置便于集成到生产车间，且兼容任何品牌的工业机器人或协作机器人。

总之，XARION的激光激发声学（LEA）技术正在推动航空航天无损检测的发展。其无需液体耦合剂的自动化检测方案，有效降低成本和复杂性，提升检测质量和可靠性，为航空航天工业的未来提供了有力支持。