（4）表面真空法

對(duì)于無(wú)法充氣的結(jié)構(gòu)，如不聯(lián)通的蜂窩結(jié)構(gòu)、疊層結(jié)構(gòu)、鈑金膠接結(jié)構(gòu)等，可以在外表面抽真空加載，造成缺陷處表皮的內(nèi)外壓力差，從而引起缺陷處表皮變形，在干涉條紋圖樣中會(huì)出現(xiàn)干涉條紋的突變或呈現(xiàn)出環(huán)狀圖案。

2. 物體表面微差位移的觀察方法

（1）實(shí)時(shí)法

先拍攝物體在不受力時(shí)的全息圖，沖洗處理后，把全息圖精確地放回到原來(lái)拍攝的位置上，并用與拍攝全息圖時(shí)的同樣參考光照射，則全息圖就再現(xiàn)出物體三維立體像（物體的虛像），再現(xiàn)的虛像完全重合在物體上。這時(shí)對(duì)物體加載，物體的表面會(huì)產(chǎn)生變形，受載后的物體表面光波和再現(xiàn)的物體虛像之間就形成了微量的光程差。由于這兩個(gè)光波都是相干光波（來(lái)自同一個(gè)激光源），并幾乎存在于空間的同一位置，因此，這兩個(gè)光波疊加就會(huì)產(chǎn)生干涉條紋。

由于物體的初始狀態(tài)（再現(xiàn)的虛像）和物體加載狀態(tài)之間的干涉度量比較是在觀察時(shí)完成的，所以，稱(chēng)這種方法為實(shí)時(shí)法。其優(yōu)點(diǎn)是只需要用一張全息圖就能觀察到各種不同加載情況下的物體表面狀態(tài)，從而判斷出物體內(nèi)部是否含有缺陷。因此，這種方法既經(jīng)濟(jì)又能迅速而確切地確定出物體所需加載量的大小。其缺點(diǎn)是，需要有一套附加機(jī)構(gòu)，以便使全息圖位置的移動(dòng)不超過(guò)幾個(gè)光波的波長(zhǎng)；由于全息干版在沖洗過(guò)程中乳膠層不可避免地要產(chǎn)生一些收縮，當(dāng)全息圖放回原位時(shí)，雖然物體沒(méi)有變形，但仍有少量的位移干涉條紋出現(xiàn)；顯示的干涉條紋圖樣不能長(zhǎng)久保留。

（2）兩次曝光法

這種方法是將物體在兩種不同受載情況下的物體表面光波攝制在同一張全息圖上，然后再現(xiàn)這兩個(gè)光波，其疊加時(shí)仍然能夠產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。此時(shí)，所看到的再現(xiàn)現(xiàn)象，除了顯示出原來(lái)物體的全息像外，還產(chǎn)生較為粗大的干涉條紋圖樣。這種條紋表現(xiàn)在觀察方向上的等位移線，兩條相鄰條紋之間的位移差約為再現(xiàn)光波的半個(gè)波長(zhǎng)，若用氦-氖激光器作光源，則每條條紋代表大約0.316μm的表面位移。從這種干涉條紋的形狀和分布來(lái)判斷物體內(nèi)部是否有缺陷。

兩次曝光法是在一張全息片上進(jìn)行兩次曝光，記錄了物體在產(chǎn)生變形之前和之后的表面光波。這不但避免了實(shí)時(shí)法中全息圖復(fù)位的困難，而且也避免了感光乳膠層收縮不穩(wěn)定的影響，因?yàn)檫@時(shí)每一個(gè)全息圖所受到的影響是相同的。其主要缺點(diǎn)是對(duì)于每一種加載量都需要攝制一張全息圖，無(wú)法在一張全息圖上看到不同加載情況下物體表面的變形狀態(tài)，這對(duì)于確定加載參數(shù)來(lái)說(shuō)是比較費(fèi)事的。

（3）時(shí)間平均法

這種方法是在物體振動(dòng)時(shí)攝制全息圖。在攝制時(shí)所需的曝光時(shí)間要比物體振動(dòng)循環(huán)的一個(gè)周期長(zhǎng)得多，即在整個(gè)曝光時(shí)間內(nèi)，物體要能夠進(jìn)行許多個(gè)周期的振動(dòng)。但由于物體是作正弦式周期性振動(dòng)，因此，把大部分時(shí)間消耗在振動(dòng)的兩個(gè)端點(diǎn)上，所以，全息圖上所記錄的狀態(tài)實(shí)際上是物體在振動(dòng)的兩個(gè)端點(diǎn)狀態(tài)的疊加。當(dāng)再現(xiàn)全息圖時(shí)，這兩個(gè)端點(diǎn)狀態(tài)的像就相干涉而產(chǎn)生干涉條紋，從干涉條紋的圖樣的形狀和分布來(lái)判斷物體內(nèi)部是否有缺陷。

這種方法顯示的缺陷圖案比較清晰，但為了使物體產(chǎn)生振動(dòng)就需要有一套激勵(lì)裝置。而且，由于物體內(nèi)部的缺陷大小和深度不一，其激勵(lì)頻率各不相同，所以要求激勵(lì)振源的頻帶要寬，頻率要連續(xù)可調(diào)，其輸出功率大小也有一定的要求。同時(shí)，還要根據(jù)不同產(chǎn)品對(duì)象選擇合適的換能器來(lái)激勵(lì)物體。

激光全息無(wú)損檢測(cè)在航空維修中的應(yīng)用

1. 蜂窩結(jié)構(gòu)板的檢測(cè)

現(xiàn)代飛機(jī)為了減輕重量，改善性能常常采用蜂窩結(jié)構(gòu)板、疊層結(jié)構(gòu)板、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)板等。但是，這些新結(jié)構(gòu)在制造和使用過(guò)程中容易產(chǎn)生脫膠等缺陷，采用激光全息無(wú)損檢測(cè)方法檢測(cè)這些新結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷及損傷是很有效的。

例如，對(duì)某型飛機(jī)的襟翼結(jié)構(gòu)實(shí)施兩次曝光法，即在同一張照相底板上，先對(duì)沒(méi)有加載的襟翼蜂窩結(jié)構(gòu)板進(jìn)行曝光，然后對(duì)其進(jìn)行抽真空加載，再曝一次光。將底板顯影、定影，成為一張全息圖。當(dāng)全息圖再現(xiàn)時(shí)，便可看到襟翼蜂窩結(jié)構(gòu)板上的缺陷情況。全息圖中的封閉環(huán)狀干涉條紋，是墊板區(qū)與蜂窩區(qū)交界處寬10mm、長(zhǎng)50mm的脫膠缺陷。

對(duì)于不同蒙皮厚度的蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，要顯示缺陷時(shí)，所需的加載量是不同的。表l列出用充氣法加載，對(duì)不同蒙皮厚度要顯示直徑為5mm的脫膠缺陷所需最小充氣壓力值。

2. 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)檢測(cè)

檢測(cè)時(shí)，先使復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件作機(jī)械振動(dòng)，然后用全息照相時(shí)間平均法攝取全息圖。由于接合松動(dòng)，有缺陷部位的振動(dòng)振幅，就比其他部位大，因而，在全息圖再現(xiàn)像上出現(xiàn)一組特殊的局部干涉條紋，把損傷部位的輪廓都顯示出來(lái)（見(jiàn)圖1），圖中的封閉環(huán)狀干涉條紋是構(gòu)件內(nèi)部的脫膠缺陷。

3. 渦輪葉片

在渦輪葉片的全息檢測(cè)中，通常用小型壓電換能器貼在葉片表面上，通過(guò)它將聲音傳入葉片來(lái)產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)兩種振型。圖2是一個(gè)空心渦輪葉片的全息干涉圖。它顯示了內(nèi)部冷卻溝和其他輔助結(jié)構(gòu)的構(gòu)造，是檢測(cè)空心葉片內(nèi)部損傷的有效方法。

結(jié)束語(yǔ)

將激光全息無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于航空維修，可探測(cè)出飛機(jī)部件相當(dāng)大表面和內(nèi)部的缺陷及損傷，并大大提高檢測(cè)的準(zhǔn)確度和可靠性。