文献综述
1 研究背景与意义
金属板带产品是材料加工领域的重点研究对象，通过几十年的工业发展和科学研究，板带材的产能己经有了数量上的飞跃。然而产品质量的提高，却成为科研人员和工程师们一直以来不曾放弃过的努力方向。对于板带产品而言，产品质量涵盖了影响产品使用性能的各个方面。这其中包括了产品的力学性能，如屈服强度、硬度;电磁性能，如磁通量、导电率;表面质量，如表面缺陷、表面粗糙度;以及内部残余应力、断面轮廓几何精度等等。这些能够反应产品质量的指标，都需要在产品生产的过程控制中充分考虑，并加以精确的检测或预测。
轧制是板带产品较为常见的加工方式，其采用压力成型的原理，能够实现高效率的生产作业。对于轧制成型的多晶金属板带材产品，晶粒的大小对产品的力学性能和电磁性能均有直接影响。在生产过程中，想要精准的评价产品的质量，就需要对金属板带的晶粒大小有较为准确的预测。
材料科学发展至今，对于金属晶粒尺寸的检测早己不再是难题，实验室中的检测手段足以精确的评价金属材料的晶粒尺寸及其分布。然而对于板带材的工业生产而言，这远远不够。新时代的工业应用和国防军事建设对板带材产品的质量提出了更高的要求，高质量的板带材产品需要对板带生产过程的质量指标做更加严格的管控。例如产品的断面轮廓控制，己经实现了通过实时监测轧后断面轮廓和残余应力，对轧制工艺参数进行闭环调控，以提高产品的出厂质量。而对于晶粒尺寸的工艺控制，目前仅仅依靠数学模型预测后的晶粒尺寸大小，来制定温度、压下率等轧制工艺参数。想要实现晶粒尺寸的闭环调控，首先就需要一种可以用于在线检测晶粒尺寸的先进手段。这也是本研究的工作出发点，即研发一种可以用于板带材生产过程中在线检测晶粒尺寸的设备。
所谓激光超声，就是利用激光激发和接收超声波。自从White成功用激光在金属表面激发出超声波后，非接触式超声波探测设备也开始迅速发展，其中光学干涉仪的发展最为显著。结合脉冲激光器和光学干涉仪，激光超声技术广泛应用于无损检测领域。近年来，激光技术在线应用的案例屡见不鲜，主要集中在焊缝质量的在线检测、金属材料加工过程的材料性能在线检测、增材制造过程中的缺陷检测等。
然而使用激光超声的方法检测金属板带材的晶粒尺寸，并不是一项成熟的技术，仅有的几次工业实验并不能说明这项技术己经成功实现了由实验室向工业现场的转换。这项技术的工业应用仍然需要关键技术的突破和核心理论的创新。如何在快速移动的板带中检测到稳定的超声信号、以及如何利用测到的超声回波信号计算出晶粒尺寸，均是本文研究的难点和重点。
2激光超声技术概述
2.1激光超声原理
激光超声检测最主要的特点之一就是可以在远距离、非接触的情况下进行无损检测。激光翻译自英文LASER (Light Amplification by StimulatedEmission of Radiation )，是受激后的光放大的简称。当激光在空气中传播时，自身携带着被激发时的能量。当一束脉冲激光入射到固体表面时，部分激光能量被固体吸收并转化成热能，辐照区域的温度迅速上升，导致局部快速的热膨胀，脉冲过后随着温度降低而收缩。这种局部应力和位移的快速变化形成了超声波波源，这是热弹机制激发超声的原理。如果入射激光功率较高有可能使固体表面温度瞬间升高到气化温度，在固体表面引起熔融、气化、等离子体等现象，而材料表面的融蚀、喷溅等引起对材料表面反冲力，从而激发超声，这是融蚀机制激发超声。[1]
课题毕业论文、开题报告、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
