[發明專利]適用于大型構件無損檢測的激光超聲檢測裝置及檢測方法

在審

• 申請號: 201810165257.0
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108414618A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 單寧;劉霞
• 申請（專利權）人: 中國人民武裝警察部隊工程大學;西安工程大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產權代理事務所(普通合伙) 61240
• 代理人: 李艷春

本發明公開了一種適用于大型構件無損檢測的激光超聲檢測裝置，包括電源、殼體、光學系統和控制系統，殼體的前端為激光出光口，殼體的上面板上設置有提手和提手座，光學系統包括激光器及透鏡組模塊、全反射鏡和二維振鏡；激光器及透鏡組模塊包括底板、外殼、激光器組件、變焦透鏡組和直流電機；所述激光器組件包括激光器、偏振光束鏡、衰減片和光反射探測器，二維振鏡包括X軸振鏡、X軸電機、Y軸振鏡和Y軸電機；控制系統包括振鏡驅動控制板、激光器溫控板、X軸驅動電路板、Y軸驅動電路板和激光控制板；本發明還公開了一種適用于大型構件無損檢測的激光超聲檢測方法。本發明便于攜帶，能量恒定，可單次檢測較大面積，有效提高了效率。

技術領域

本發明屬于無損檢測技術領域，具體涉及一種適用于大型構件無損檢測的激光超聲檢測裝置及檢測方法。

背景技術

超聲檢測具有靈敏度高、穿透力強、操作方便、無污染等優點，能可靠的檢測出結構中的許多缺陷，已成為無損檢測的主要研究方向。隨著激光技術和超聲學的不斷發展，激光在物體中激發出聲波的研究日益成熟，形成了激光超聲技術。近年來，激光超聲技術已在超聲信號傳播、媒質特性研究、無損檢測和評估研究等技術領域得到廣泛應用，并已形成一個重要的學科領域—激光超聲檢測技術。激光超聲檢測技術是利用高能量激光脈沖與物質表面的瞬時熱作用，在物質表面產生熱特性區，發生熱膨脹運動，產生熱應力，從而帶動周圍介質一起運動在物體內部激發出超聲信號，可以實現快速、實時、非接觸式檢測，是目前國內外學者廣泛關注的研究熱點。激光超聲檢測技術具有如下優點：(1)激光超聲的激發和檢測均在瞬間完成，能夠實現大型結構的快速、實時在線檢測；(2)激光能同時激勵出超聲縱波、橫波以及表面波，可用于材料內部和表面缺陷探測；(3)精度高，即使是常用的激光系統，也能實現微米量級的空間分辨率；(4)靈活性強，通過簡單的光學裝置即可實現點陣或線陣超聲激發，適于對大型復雜工程結構進行檢測，而不受試件幾何形狀約束；(5)精確性高，通過傳感器陣列能準確確定損傷源的位置。因此，激光超聲技術非常適合于大型工程結構微小缺陷的快速檢測。

目前激光超聲檢測技術中的激發光源通常是將激光束匯聚成為點光源、線光源或圓形光源，其普遍存在作用面積小，激發出的超聲波傳播距離短，衰減較快等缺點，在對大型構件進行無損檢測時造成效率低下，無法滿足大型結構在工程實踐中的應用需求。隨著現代工業技術的飛速發展，對產品性能、外形的要求越來越高，大型結構廣泛應用于航空航天工業、高速列車、汽車工業、橋梁大壩、核電站等工程領域。因此，設計一種結構簡單、能量恒定、作用面積大、檢測效率高的激光超聲檢測裝置勢在必行。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種設計新穎合理，實現方便，經濟性好，便于攜帶，保養維護簡單，能量恒定，可單次檢測較大面積，有效提高了效率，實用性強，使用效果好，便于推廣使用的適用于大型構件無損檢測的激光超聲檢測裝置。