[實用新型]基于雙波混頻的激光超聲測厚系統

有效

• 申請號: 201420458263.2
• 申請日: 2014-08-14
• 公開（公告）號: CN204101015U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 馬健;趙揚;宋江峰;翟瑞占;張振振;孫繼華;劉帥;陳建偉;郭銳;南鋼洋;王啟武
• 申請（專利權）人: 山東省科學院激光研究所
• 主分類號: G01B17/02
• 分類號: G01B17/02
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 曲志波

1.一種基于雙波混頻的激光超聲測厚系統，其特征是它包括：

脈沖激光器和柔性導光臂；脈沖激光器發出的脈沖激光，經柔性導光臂輻照至工件表面上產生燒蝕，由此激勵出激光超聲縱波，且在工件表面的內法線方向縱波聲場指向性最為明顯；激光超聲縱波在工件中傳播，遇到工件內表面時發生反射；

連續激光器，保偏光纖耦合器，探頭和第一準直器；連續激光器通過第一單模光纖和保偏光纖耦合器連接，保偏光纖耦合器通過第二單模光纖和探頭連接；信號光經由多模光纖輸送至第二準直器變為平行光；第一半波片，第二半波片，第一偏振分光棱鏡，第三半波片和光折變晶體組成了一個完整的干涉儀；參考光經過第一半波片到達光折變晶體；而信號光依次經過第二半波片、第一偏振分光棱鏡、第三半波片進入光折變晶體；

從光折變晶體透射出的信號光和衍射出的參考光進行干涉，干涉后的光進入到光電探測器轉換為電壓信號，電壓信號經同軸電纜送入信號處理系統。

2.根據權利要求1所述的基于雙波混頻的激光超聲測厚系統，其特征是所述柔性導光臂包括入光管，第一中間管，伸縮管，第二中間管和出光管，伸縮管包括套裝在一起的大套管和小套管，還包括均設置有鍍膜的全反鏡片的第一直角彎管、第二直角彎管、第三直角彎管和第四直角彎管，入光管和第一中間管通過第一直角彎管進行聯接，第一中間管和第二直角彎管之間保持相對轉動；第二直角彎管和大套管聯接，小套管沿軸向插入到大套管中；第三直角彎管兩端分別與小套管和第二中間管連接，小套管和第二中間管均能夠相對第三直角彎管轉動；第四直角彎管兩端分別與出光管和第二中間管另一端連接，出光管另一端連接有錐形出光器；全反鏡片的法線和直角彎管的兩圓柱管軸線成45°夾角，光線可以從入光管的軸線方向入射，從出光管的軸線方向出射。

3.根據權利要求2所述的基于雙波混頻的激光超聲測厚系統，其特征是整個導光臂各部件連接處均為氣密封，并在錐形出光器上設置鏡片吹掃裝置。

4.根據權利要求1所述的基于雙波混頻的激光超聲測厚系統，其特征是所述第一單模光纖，第二單模光纖和第三單模光纖均為熊貓型保偏光纖。

5.根據權利要求1所述的基于雙波混頻的激光超聲測厚系統，其特征是探頭包括外殼，在外殼左側壁上設置有第三準直器和第四準直器，在外殼右側壁上設置有平凸聚焦透鏡，在第四準直器和平凸聚焦透鏡之間設置有第二偏振分光棱鏡和四分之一玻片，在第二偏振分光棱鏡下方設置有全反鏡；探頭具有出射探測光和接收工件表面反射光和散射光的功能，探測光依次經第三準直器，全反鏡，第二偏振分光棱鏡，四分之一玻片和平凸聚焦透鏡后到達工件表面；信號光依次經平凸聚焦透鏡，四分之一玻片和第二偏振分光棱鏡后，進入第四準直器。

6.根據權利要求1所述的基于雙波混頻的激光超聲測厚系統，其特征是所述光折變晶體的材料為InP:Fe，光從晶體m方向入射，為了在光干涉時形成動態光柵，同時需要在n方向施加3kV的直流高壓。

7.根據權利要求1所述的基于雙波混頻的激光超聲測厚系統，其特征是在光折變晶體下方設置有由溫度控制器控制的熱電冷卻器。