[發(fā)明專利]一種材料內(nèi)部缺陷的激光超聲透射時(shí)延檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810998746.4
• 申請(qǐng)日: 2018-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN109374627A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫凱華;王增勇;李建文;孫朝明;葛繼強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院機(jī)械制造工藝研究所
• 主分類號(hào): G01N21/88
• 分類號(hào): G01N21/88;G01N21/17
• 代理公司: 中國(guó)工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長(zhǎng)明;韓志英

1.一種材料內(nèi)部缺陷的激光超聲透射時(shí)延檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

a.激光器（1）發(fā)射出脈沖激光經(jīng)凸透鏡（2）聚焦后形成圓形光源（3）輻照在固定在平移臺(tái)（13）上的樣品（4）的一側(cè)表面，產(chǎn)生超聲體波（5），超聲體波（5）向樣品（4）的內(nèi)部傳播；

b.超聲體波（5）與樣品（4）中的內(nèi)部缺陷（6）作用后形成透射體波（7），并傳播至樣品（4）的另一側(cè)；

c.激光干涉儀（10）的探頭（9）發(fā)射出連續(xù)的探測(cè)激光（8），探測(cè)激光（8）輻照在樣品（4）另一側(cè)表面，探測(cè)激光（8）與圓形光源（3）分布在樣品（4）兩側(cè)的對(duì)心位置處，探測(cè)激光（8）探測(cè)超聲體波（5）和透射體波（7）的超聲波信號(hào)；

d.工控機(jī)（11）接收和記錄激光器（1）發(fā)出的觸發(fā)信號(hào)（14）和激光干涉儀（10）探測(cè)得到的超聲波信號(hào)，同時(shí)，工控機(jī)（11）控制平移臺(tái)（13）沿掃查路徑（12）進(jìn)行二維運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)樣品（4）進(jìn)行二維掃查檢測(cè)；

e.選取樣品（4）的無缺陷位置處掃查信號(hào)中信噪比≥ 24dB的超聲體波（5）作為參考波，對(duì)掃查路徑（12）上所有點(diǎn)探測(cè)得到的超聲波信號(hào)波形進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，計(jì)算超聲波信號(hào)波形相關(guān)系數(shù)和超聲波信號(hào)波形相關(guān)系數(shù)最大處的波形時(shí)延值；

f.將所有探測(cè)點(diǎn)處計(jì)算得到超聲波信號(hào)波形相關(guān)系數(shù)以及波形時(shí)延值繪制成相關(guān)系數(shù)C掃圖和時(shí)延C掃圖，依據(jù)C掃圖中的灰度值差異來準(zhǔn)確測(cè)定內(nèi)部缺陷（6）的位置和尺寸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的材料內(nèi)部缺陷的激光超聲透射時(shí)延檢測(cè)方法，其特征在于：步驟a中的圓形光源（3）的直徑D范圍為1 mm≤ D≤2 mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的材料內(nèi)部缺陷的激光超聲透射時(shí)延檢測(cè)方法，其特征在于：步驟a中的樣品（4）為金屬材料時(shí)，在樣品（4）被圓形光源（3）輻照的一側(cè)增加非金屬覆蓋層，非金屬覆蓋層的厚度h≤2 mm，非金屬覆蓋層通過耦合劑與樣品（4）表面緊密連接；或者，增加圓形光源（3）的能量直至樣品（4）表面產(chǎn)生微熔蝕。

4.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的材料內(nèi)部缺陷的激光超聲透射時(shí)延檢測(cè)方法，其特征在于：步驟d中的掃查路徑（12）在yz平面上，掃查路徑（12）上逐點(diǎn)掃查的步長(zhǎng)長(zhǎng)度小于等于期望檢出的最小缺陷直徑的1/2。

5.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的材料內(nèi)部缺陷的激光超聲透射時(shí)延檢測(cè)方法，其特征在于：步驟e中，如果掃查得到超聲波信號(hào)的信噪比≤16 dB，需先對(duì)超聲波信號(hào)進(jìn)行時(shí)域平滑、帶通濾波降噪處理和空域二維中值濾波處理，提高超聲波信號(hào)的信噪比。

6.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的材料內(nèi)部缺陷的激光超聲透射時(shí)延檢測(cè)方法，其特征在于：在步驟e之前先通過時(shí)域窗口截取超聲波信號(hào)的主要特征波形，然后再進(jìn)行步驟e的工作。

7.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的材料內(nèi)部缺陷的激光超聲透射時(shí)延檢測(cè)方法，其特征在于：所述的平移臺(tái)（13）為電控步進(jìn)平移臺(tái)。