[發(fā)明專利]一種超快光聲成像無損檢測(cè)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010038790.8
• 申請(qǐng)日: 2020-01-14
• 公開（公告）號(hào): CN111157457A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾呂明;廖唐云;紀(jì)軒榮;鄧麗軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/17
• 分類號(hào): G01N21/17;G01N21/01
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 黃忠

1.一種超快光聲成像無損檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括激光器、激光擴(kuò)束裝置、光聲激發(fā)與傳感一體化裝置、峰值檢測(cè)裝置、存儲(chǔ)器面陣、讀出移位寄存器以及后臺(tái)圖像處理裝置；所述激光器位于所述激光擴(kuò)束裝置的上方，所述激光擴(kuò)束裝置位于光聲激發(fā)與傳感一體化裝置的上方；

所述光聲激發(fā)與傳感一體化裝置輸出端與所述峰值檢測(cè)裝置的輸入端相連接，所述峰值檢測(cè)裝置的輸出端與所述存儲(chǔ)器面陣的輸入端相連接，所述存儲(chǔ)器面陣的輸出端與移位寄存器的輸入端相連接，所述移位寄存器的輸出端與后臺(tái)圖像處理裝置的輸入端相連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超快光聲成像無損檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述光聲激發(fā)與傳感一體化裝置包括微透鏡面陣、換能器面陣、掩膜板以及基座，所述基座、掩膜板、換能器面陣以及微透鏡面陣從上到下依次安裝；

所述換能器面陣包括多個(gè)換能器陣元，每一個(gè)換能器陣元的輸出端分別與所述峰值檢測(cè)裝置的輸入端相連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超快光聲成像無損檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，每一個(gè)換能器陣元的輸出端與所述峰值檢測(cè)裝置的輸入端的連接方式為全采樣陣列連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超快光聲成像無損檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述微透鏡面陣鑲嵌于所述基座中，所述換能器面陣分布在基座下表面且分散在微透鏡面陣的陣元間隙中，所述基座鑲嵌于所述掩膜板中，所述掩膜板上設(shè)置有通孔。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種超快光聲成像無損檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述微透鏡面陣底部設(shè)置有耦合劑，耦合劑的材質(zhì)為高度透明。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超快光聲成像無損檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述峰值檢測(cè)裝置為分立二極管電容型峰值檢測(cè)電路。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種超快光聲成像無損檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述二極管電容型峰值檢測(cè)電路采用時(shí)間門進(jìn)行控制。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超快光聲成像無損檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述激光器發(fā)射的激光為脈沖激光。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超快光聲成像無損檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括顯示裝置，所述顯示裝置的輸入端與后臺(tái)圖像處理裝置的輸出端相連接。

10.一種超快光聲成像無損檢測(cè)方法，所述方法基于上述權(quán)利要求1～權(quán)利要求9任一項(xiàng)所述的一種超快光聲成像無損檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：

將待測(cè)對(duì)象放置于耦合劑下方；

控制激光器發(fā)射脈沖激光，脈沖激光通過激光擴(kuò)束裝置后照射至光聲激發(fā)與傳感一體化裝置的微透鏡面陣上激發(fā)激光超聲，激光超聲穿過耦合劑后在待測(cè)對(duì)象表面形成激光焦點(diǎn)面陣，激發(fā)光聲信號(hào)；

光聲激發(fā)與傳感一體化裝置中的換能器面陣中的各個(gè)換能器陣元接收從待測(cè)對(duì)象中反射回來的光聲信號(hào)，將光聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，將電信號(hào)傳送至峰值檢測(cè)裝置中；

峰值檢測(cè)裝置對(duì)電信號(hào)中的峰值進(jìn)行提取得到峰值信號(hào)，并將峰值信號(hào)輸出至存儲(chǔ)器面陣中進(jìn)行儲(chǔ)存；

移位寄存器將儲(chǔ)存器面陣內(nèi)的峰值信號(hào)逐位串行輸出至后臺(tái)圖像處理裝置中；

后臺(tái)圖像處理裝置對(duì)峰值信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算得到被檢測(cè)對(duì)象的二維光聲圖像；

將被檢測(cè)對(duì)象的二維光聲圖像傳送至顯示裝置中進(jìn)行顯示。