[發(fā)明專(zhuān)利]一種超快光聲成像無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010038790.8
• 申請(qǐng)日: 2020-01-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111157457A
• 公開(kāi)（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(zhuān)利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/17
• 分類(lèi)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

本發(fā)明公開(kāi)了一種超快光聲成像無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)及方法，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；本發(fā)明通過(guò)峰值檢測(cè)裝置對(duì)接收到的電信號(hào)的峰值進(jìn)行提取，極大提高了數(shù)據(jù)采集處理速率，并且光聲激發(fā)與傳感一體化裝置可以實(shí)現(xiàn)同側(cè)激光面陣激發(fā)和超聲信號(hào)面陣接收一體化，不再需要進(jìn)行機(jī)械掃描，解決了傳統(tǒng)超聲成像由于接收數(shù)據(jù)龐大且數(shù)據(jù)處理復(fù)雜而導(dǎo)致的成像速度慢的問(wèn)題，使得檢測(cè)對(duì)象在光聲激發(fā)與傳感一體化裝置的范圍內(nèi)可以一次快速成像，在實(shí)際應(yīng)用中具有指導(dǎo)意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超聲檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超快光聲成像無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

目前，超聲成像檢測(cè)由于其非侵入性、穿透能力強(qiáng)、缺陷靈敏度高等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于工業(yè)無(wú)損檢測(cè)中。但當(dāng)前常規(guī)超聲掃描成像一般采用單探頭或者線陣探頭通過(guò)機(jī)械掃查裝置對(duì)檢測(cè)區(qū)域一段一段的進(jìn)行掃描成像，這種方法既耗費(fèi)時(shí)間又價(jià)格昂貴，極大的限制了成像速度。而采用相控陣探頭通過(guò)電子掃描成像的方式初步解決了傳統(tǒng)機(jī)械式掃描成像速度慢的問(wèn)題，但相控陣探頭的陣元大小限制了其成像分辨率，而且由于接收的數(shù)據(jù)量龐大且數(shù)據(jù)處理復(fù)雜，相控陣電子掃描成像的成像速度無(wú)法滿足高速成像的場(chǎng)合。

使用激光結(jié)合微透鏡陣列實(shí)現(xiàn)激光面陣聚焦激發(fā)超聲代替?zhèn)鹘y(tǒng)的相控陣探頭可以在一定程度上提高成像速度和成像分辨率，但目前存在的使用微透鏡陣列的激光超聲檢測(cè)系統(tǒng)都是采用的透射式方法將發(fā)射端和接收端分離，激光激發(fā)的超聲信號(hào)一般采用包圍被測(cè)對(duì)象環(huán)形換能器陣列或者位于被測(cè)對(duì)象底部的換能器面陣接收，在某些無(wú)法實(shí)現(xiàn)透射式檢測(cè)的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合中無(wú)法采用，同時(shí)由于接收數(shù)據(jù)龐大且數(shù)據(jù)處理復(fù)雜，依然實(shí)現(xiàn)不了高速成像，限制了其實(shí)際應(yīng)用。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中超聲成像技術(shù)在接收數(shù)據(jù)龐大且數(shù)據(jù)處理復(fù)雜的場(chǎng)合，存在著無(wú)法實(shí)現(xiàn)高速成像的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種超快光聲成像無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)及方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中超聲成像技術(shù)在接收數(shù)據(jù)龐大且數(shù)據(jù)處理復(fù)雜的場(chǎng)合，存在著無(wú)法實(shí)現(xiàn)高速成像的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明提供的一種超快光聲成像無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)，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。

優(yōu)選的，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。

優(yōu)選的，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。

優(yōu)選的，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。

優(yōu)選的，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。

優(yōu)選的，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。

優(yōu)選的，所述二極管電容型峰值檢測(cè)電路采用時(shí)間門(mén)進(jìn)行控制。

優(yōu)選的，所述激光器發(fā)射的激光為脈沖激光。

優(yōu)選的，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。