[發明專利]一種線陣光纖耦合光聲檢測系統及其檢測方法

無效

• 申請號: 201110031821.8
• 申請日: 2011-01-28
• 公開（公告）號: CN102183464A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 謝寶忠;陳鐵群
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光聲檢測技術，特別涉及一種線陣光纖耦合光聲檢測系統及其檢測方法。

背景技術

檢測技術能反映各部門、行業、地區甚至國家整體的技術水平，能帶來明顯的經濟效益和社會效益。隨著質量監控以及醫療保健等的要求越來越嚴格，對檢測技術也提出了更高的要求。為了滿足工業生產以及醫療保健等的需求，需要采用多種檢測手段進行測試與診斷，光聲檢測作為一種新興的檢測技術在工業檢測與醫療診斷領域得到了廣泛的應用。

光聲檢測技術采用光脈沖作為激勵信號源，光脈沖在待測體內激發出的聲信號由壓電陶瓷或復合材料等聲敏材料接收，通過對接收的聲信號進行分析和處理實現待測體的檢測與診斷。目前，光脈沖通路主要通過透鏡、棱鏡等光學設備進行路徑轉換與檢測點定位，再由聲敏材料接收；或者將光源的輸出光脈沖通過光纖導出后定位到待測物體上，由聲敏材料接收，光路與聲路信號分開，體積大、應用不方便；同時，由于單個光源的光激發強度有時不能產生足夠的聲強，使得接收的檢測信號太微弱而被噪聲淹沒，而且不能實現聲束的偏轉與聚集。因此，將耦合光纖與聲敏材料集成于一體，并為其提供一種系統與方法，以實現光聲檢測相控發射與接收，成為研究方向。

發明內容

為克服現有技術存在的缺點和不足，本發明專利旨在提供一種線陣光纖耦合光聲檢測系統及其檢測方法，為線陣光纖耦合光聲檢測探頭提供系統支持。

本發明通過下述技術方案實現：

一種線陣光纖耦合光聲檢測系統，包括信號處理系統、線陣光纖耦合光聲探頭，所述線陣光纖耦合光聲探頭與信號處理系統信號連接，所述信號處理系統包括依次信號連接的CPU、FPGA、半導體激光二極管線陣、光路耦合單元，所述信號處理單元還包括依次信號連接的A/D轉換器、信號調理單元、前置放大器，所述CPU還信號連接有SDRAM存儲器，所述A/D轉換器與FPGA信號連接。所述CPU設置有通信接口。

所述線陣光纖耦合光聲探頭包括線陣耦合光纖、聲波接收陣元，所述線陣耦合光纖與光路耦合單元信號連接，所述聲波接收陣元與前置放大器信號連接。

所述信號處理系統還包括FLASH存儲器和顯示與打印設備，所述CPU與FLASH存儲器和顯示與打印設備連接。

上述線陣光纖耦合光聲檢測系統的檢測方法，包括如下步驟：

(1)CPU根據檢測需要設定光脈沖的寬度與發射頻率，將設定參數發送到FPGA；

(2)FPGA根據檢測參數生成光脈沖的寬度與發射頻率，并按一定的時序控制線陣半導體激光二極管進行激光脈沖的相控發射；

(3)光路耦合單元將線陣半導體激光二極管發射的相控光脈沖耦合到探頭的線陣耦合光纖中，實現對待測物體的光路控制；

(4)聲波接收陣元14將光脈沖激發的聲波信號接收，并通過前置放大器以及信號調理單元和A/D轉換器將接收到的模擬信號轉換成數字信號并輸入到FPGA內部進行數字信號分析與處理；

(5)FPGA將接收信號進行數字分析與處理后發送到CPU內，CPU將分析與處理后的檢測信號進行顯示、存儲與打印。

本發明相對于現有技術具有如下的優點及有益效果：

(1)本發明線陣光纖耦合光聲檢測系統，結合線陣光纖耦合光聲檢測探頭，實現了光脈沖相控發射與聲信號接收以及信號分析與處理功能于一體，本發明線陣光纖耦合光聲檢測系統穩定，精度高；結合線陣光纖耦合光聲檢測探頭可以在待測體上的任意點進行檢測而不需要調整光路，使用靈活方便、等優點。

(2)、本發明與線陣光纖耦合光聲檢測探頭配合使用，克服和解決了，現有技術存在的由于單個光源激發強度有時不能產生足夠的聲強，使得接收的檢測信號太微弱而被噪聲淹沒的技術問題。

(3)、本發明與線陣光纖耦合光聲檢測探頭配合使用，不僅提高了探頭的檢測精度，而且簡化了探頭的結構，提高了穩定性，可以廣泛應用于無損檢測以及醫療診斷等可以進行光聲檢測等領域。

附圖說明

圖1是本發明線陣光纖耦合光聲檢測系統的組成示意圖。

圖2是線陣光纖耦合光聲檢測探頭的內部透視結構示意圖。

圖3是線陣光纖耦合光聲檢測探頭的端部側視結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。

實施例