[發明專利]一種材料內部缺陷的全光學激光超聲測定方法

有效

• 申請號: 201410067983.0
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN103808802A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 沈中華;孫凱華;倪辰蔭;倪曉武;徐志洪
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 唐代盛;孟睿

1.一種材料內部缺陷的全光學激光超聲測定方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、測定被測物6內部缺陷在x-y面上的二維位置和尺寸：

使用脈沖激光圓形光源1輻照在被測物6表面激發超聲體波，使用激光測振儀14激發出的探測光2在被測物6另一側的對心處探測超聲體波；

用與激光測振儀14相連的示波器13記錄激光測振儀14探測到的超聲體波的檢測波形；

在x-y面上移動被測物6完成二維掃描檢測，根據示波器13記錄的被測物在x-y面上每個位置處檢測波形的峰峰值繪制二維C-Scan圖；

依據C-Scan圖中代表超聲體波幅值的灰度值的差異確定被測物6內部缺陷在x-y面上的二維位置和尺寸；

步驟二、測定被測物6內部缺陷在z方向的深度：

使用脈沖激光線形光源11輻照在被測物6的表面激發超聲體波，在被測物6的同一側使用激光測振儀14激發出的探測光2探測經被測物6底面反射后的超聲體波，在此過程中，脈沖激光線光源11的中軸線位于內部缺陷的正上方，探測光2位于脈沖激光線光源11中軸線方向上；

調節脈沖激光線光源11與探測光2的距離，使探測的超聲體波的橫波幅值最大；

在x方向移動被測物6從而改變脈沖激光線形光源11輻照在被測物6表面的相對位置，實現在x方向一維掃描檢測，用與激光測振儀14相連的示波器13記錄激光測振儀14探測到的超聲體波的檢測波形，根據示波器13記錄的被測物6在x方向上每個位置處檢測波形的峰峰值繪制二維B-Scan圖；

根據B-Scan圖中代表超聲體波被內部缺陷兩次遮擋削弱的幅值的灰度值差異確定超聲體波幅值被內部缺陷兩次削弱時內部缺陷在x方向上所處位置之間的距離，然后根據公式（1）計算內部缺陷的深度位置，

h=H(w-a)/w??（1）

式（1）中，h為內部缺陷的深度位置；a為超聲體波幅值被內部缺陷兩次大幅削弱時內部缺陷在x方向上所處位置之間的距離；w為脈沖激光線形光11與探測光2的距離，即滿足被測物6底面反射的超聲體波的橫波幅值最大時的線光源11與探測光2的距離；H為被測物厚度。

2.如權利要求1所述的材料內部缺陷的全光學激光超聲測定方法，其特征在于，

所述脈沖激光圓形光源1是使用脈沖激光器12發射激光并透過凸透鏡9后形成；

所述脈沖激光線形光源11是使用脈沖激光器12激發短脈沖激光并透過柱面凸透鏡8聚焦后形成的線形光斑。

3.如權利要求1所述的材料內部缺陷的全光學激光超聲測定方法，其特征在于，激光器12產生觸發信號10并輸出給示波器13以控制示波器13工作。

4.如權利要求1所述的材料內部缺陷的全光學激光超聲測定方法，其特征在于，將被測物6固定在步進電機7上，計算機15控制步進電機7移動，實現被測物6在x-y面上的二維移動，計算機15同時控制示波器13對二維掃描檢測數據進行逐點記錄保存。

5.如權利要求1所述的材料內部缺陷的全光學激光超聲測定方法，其特征在于，步驟一中，在被測物6被脈沖激光圓形光源1輻照的一側，設置有透明覆蓋層，使超聲體波在對心方向上傳播的能量最大。