[發(fā)明專利]一種用于耐張線夾的激光超聲層析成像的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110576722.1
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113324916B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董曉虎;程繩;辛巍;吳軍;王薇;趙威;侯金華;夏慧;張楚謙;吳海飛;劉國強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)湖北省電力有限公司超高壓公司;中國科學(xué)院電工研究所
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N29/06;G01N29/44
• 代理公司: 北京中北知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11253
• 代理人: 李新昂

本發(fā)明提供了一種用于耐張線夾的激光超聲層析成像的裝置及其方法，包括激光器，所述激光器在控制器的控制下發(fā)射脈沖激光激勵信號，發(fā)射的脈沖激光激勵信號經(jīng)過激光點源掃描平臺實現(xiàn)脈沖激光源的掃描激勵，在掃描控制器的控制下脈沖激光源每激勵一次耐張線夾，超聲探頭就接收一次超聲數(shù)據(jù)，接收到的超聲信號再經(jīng)過信號處理單元和信號采集單元最后由計算機(jī)保存；所述掃描控制器控制脈沖激光源的掃描步長和耐張線夾的層析成像區(qū)域；采用該技術(shù)可以實現(xiàn)激光超聲掃描斷層的快速成像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光超聲無損檢測的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于耐張線夾的激光超聲層析成像的裝置及方法。

背景技術(shù)

激光超聲技術(shù)是無損檢測方式的一種，通過脈沖激光照射在物體表面，由局部熱膨脹機(jī)制在內(nèi)部激發(fā)產(chǎn)生出超聲波，利用材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)異常或缺陷存在所引起的對聲波反應(yīng)的變化來實現(xiàn)對材料的缺陷檢測。激光超聲檢測技術(shù)優(yōu)點眾多，可實現(xiàn)非接觸檢測、激發(fā)和檢測光源可以移動等優(yōu)點，使得激光超聲技術(shù)能夠在特種環(huán)境下實現(xiàn)對物體結(jié)構(gòu)的檢測。超聲波對材料缺陷檢測時方向靈敏度受到聲波主瓣寬度的影響，而超聲合成孔徑成像技術(shù)可以得到高分辨率的圖像，解決了激光超聲檢測技術(shù)的分辨率低的問題，利用更小尺度的換能器以及更低的工作頻率就能得到高分辨率的成像。

通過專利檢索可見目前常用的提高激光超聲檢測的靈敏度方法就是簡單的對時域波形進(jìn)行濾波處理，沒有真正從原理上解決分辨率低的問題。例如“一種激光超聲可視化圖像分辨率提升方法”專利申請?zhí)?02010207839.8和“一種金屬增材制造微型缺陷的激光超聲高信噪比成像方法”，專利申請?zhí)枮?02010738031.2，該方法僅是對采集到的時域超聲信號進(jìn)行信號處理，濾波得到高分辨率的圖像，具體包括對數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理、對所有信號進(jìn)行相似性計算和最大幅值時刻偏移計算等提高圖像的分辨率。

耐張線夾壓接質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到輸電線路的安全穩(wěn)定運行。然而耐張線夾的壓接屬于隱蔽工程，受施工人員技能水平及高空壓接環(huán)境等共同影響，輸電線路中耐張線夾的壓接質(zhì)量往往難以得到有效保障，所以對耐張線夾在線非接觸式檢測及其重要，現(xiàn)有對耐張線夾的壓接質(zhì)量的常用檢測方法主要有外觀檢測、尺寸測量、力學(xué)性能抽查檢測以及x射線無損檢測等。外觀檢測和尺寸測量需要純手工檢測，效率低且不能在線，x射線檢測雖然能在線，但對人有輻射，激光超聲耐張線夾檢測利用層析成像可以直觀判斷耐張線夾的壓接質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于耐張線夾的激光超聲層析成像的裝置及方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種用于耐張線夾的激光超聲層析成像的裝置，包括激光器，所述激光器在控制器的控制下發(fā)射脈沖激光激勵信號，發(fā)射的脈沖激光激勵信號經(jīng)過激光點源掃描平臺實現(xiàn)脈沖激光源的掃描激勵，在掃描控制器的控制下脈沖激光源每激勵一次耐張線夾，超聲探頭就接收一次超聲數(shù)據(jù)，接收到的超聲信號再經(jīng)過信號處理單元和信號采集單元最后由計算機(jī)保存；所述掃描控制器控制脈沖激光源的掃描步長和耐張線夾的層析成像區(qū)域。

進(jìn)一步，所述激光器和所述激光點源掃描平臺屬于激勵模塊，用于實現(xiàn)對所述耐張線夾的扇形掃描。

進(jìn)一步，所述超聲探頭、所述信號處理單元和所述信號采集單元屬于檢測模塊，用于實現(xiàn)超聲信號的檢測。

進(jìn)一步，所述控制器和所述掃描控制器屬于控制模塊，用于實現(xiàn)整個裝置的激勵檢測同步和激光電源掃描的控制，以實現(xiàn)所述耐張線夾的層析成像和可視化。

進(jìn)一步，所述激光點源掃描平臺在實現(xiàn)脈沖激光源的掃描過程中，所述超聲探頭的位置保持不變；所述超聲探頭為接觸式的壓電超聲換能器或非接觸的空耦超聲換能器，或激光超聲振動接收單元。

進(jìn)一步，在所述控制器的控制下，所述計算機(jī)實現(xiàn)斷層面，并通過所述計算機(jī)對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和顯示。