[發明專利]一種用于纖維增強陶瓷基復合材料加工損傷的激光散射檢測裝置

有效

• 申請號: 202110631345.7
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113340852B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 殷景飛;徐九華;蘇宏華;丁文鋒;傅玉燦;陳燕;楊長勇;張全利;趙正材;趙彪;錢寧
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N21/49
• 分類號: G01N21/49;G01N21/01
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

1.一種用于纖維增強陶瓷基復合材料加工損傷的激光散射檢測裝置，其特征在于，包括激光器、擴束鏡、偏振分光鏡、聚焦透鏡組、積分球、針孔、信號采集系統和運動控制系統；

所述的激光器提供光學系統的信號源；

所述擴束鏡放置于激光器出光口前端，增擴激光束出光直徑；

所述的偏振分光鏡放置于擴束鏡出光口的前方，用于分離不同偏振狀態的光；

所述積分球，放置于偏振分光鏡下方，用于收集材料表面散射光；

所述聚焦透鏡組包括上聚焦透鏡和下聚焦透鏡，上聚焦透鏡和下聚焦透鏡分別分布于偏振分光鏡的透射端和反射端兩側，下聚焦透鏡放置于偏振分光鏡的透射端，將偏振分光鏡反射的激光束聚焦于纖維增強陶瓷基復合材料表面；上聚焦透鏡放置于偏振分光鏡的反射端，匯聚經過纖維增強陶瓷基復合材料表面，經過亞表面散射而改變了原有偏振狀態的光；

所述的針孔放置于上聚焦透鏡上方的焦點處；

所述的信號采集系統對信號進行采集并進行分析處理，得到纖維增強陶瓷基復合材料亞表面損傷分布情況，所述的信號采集系統包括光電探測器組、數據采集卡、計算機；

所述光電探測器組探測散射光功率信號，包括表面散射光探測器和亞表面散射光探測器，表面散射光探測器置于積分球側邊出光孔處，亞表面散射光探測器置于針孔后側，探測通過針孔的散射光；

所述的數據采集卡接收光電探測器的輸出信號；

所述的計算機對數據采集卡采集到的信號進行分析處理；

所述運動控制系統，控制樣品臺平移、翻轉，以調整檢測激光束的入射角和檢測位置，所述的運動控制系統包括運動控制器和樣品臺；

所述的運動控制器接收計算機的指令，控制樣品臺運動；

所述的樣品臺帶動纖維增強陶瓷基復合材料樣品變換位置和傾斜角度。

2.根據權利要求1所述的用于纖維增強陶瓷基復合材料加工損傷的激光散射檢測裝置，其特征在于，所述的陶瓷基纖維增強復合材料是碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料、碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料、碳纖維增強碳基復合材料、氧化物增強氧化物陶瓷基復合材料。

3.根據權利要求1所述的用于纖維增強陶瓷基復合材料加工損傷的激光散射檢測裝置，其特征在于，所述的樣品臺可以沿著X、Y、Z軸轉動，檢測時，固定X、Y軸，轉動Z軸得到不同層偏振激光散射檢測信號分布。

4.根據權利要求1所述的用于纖維增強陶瓷基復合材料加工損傷的激光散射檢測裝置，其特征在于，所述激光束的入射角調整范圍是0-90°。