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一種吸收體吸收系數(shù)測量和同時光聲成像的無損檢測方法及其裝置與流程

文檔序號:12329050閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種吸收體吸收系數(shù)測量和同時光聲成像的無損檢測方法,其特征在于包括以下步驟:

步驟S1:多光譜脈沖激光器輸出的一定波長短脈沖激光經(jīng)二維可調(diào)光纖耦合器至柱狀彌散光纖;所述柱狀彌散光纖經(jīng)由嵌有吸收體的組織樣品的通道插入樣品內(nèi)部適當(dāng)位置,在內(nèi)部對樣品進(jìn)行無損全方位光輻照;

步驟S2:在柱狀彌散光纖光源的激發(fā)下,樣品內(nèi)部多個空間位置的吸收體產(chǎn)生光聲信號;光聲信號經(jīng)組織體與超聲耦合液外傳后由置于超聲耦合液的水浸式長焦區(qū)聚焦超聲換能器在樣品外部無損接收,所述超聲換能器受控于二維電控平移臺;

步驟S3:水浸式長焦區(qū)聚焦超聲換能器所接收的光聲信號由低噪聲脈沖超聲收發(fā)器進(jìn)行限幅、整形、濾波和放大后送入多通道數(shù)字熒光示波器,利用光電二極管同步接收脈沖激光并轉(zhuǎn)化為光電信號觸發(fā)示波器,進(jìn)行信號監(jiān)測與采集,所得信號經(jīng)示波器取多次平均之后,通過GPIB卡把數(shù)據(jù)傳給計算機(jī)以保存和處理;

步驟S4:利用計算機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)精確控制并驅(qū)動二維電控可調(diào)平移臺對水浸式長焦區(qū)聚焦超聲換能器做直線平移實現(xiàn)掃描獲取光聲數(shù)據(jù),逐點生成的光聲信號數(shù)據(jù)依次進(jìn)行接收調(diào)理放大和采集保存;

步驟S5:在計算機(jī)上對采集的光聲信號進(jìn)行處理,直接在計算機(jī)上用灰度變化呈現(xiàn)光聲信號的時辨變化和空間變化,得到掃描平面樣品內(nèi)部光學(xué)吸收體的二維灰度光聲圖像;

步驟S6:計算機(jī)利用吸收體上下邊界的光聲信號P1、P2的時間間隔Δt和聲速V的乘積獲得吸收體厚度l,利用上下邊界的光聲信號幅值之比P2/P1與吸收系數(shù)α和厚度l的關(guān)系P2/P1=exp(αl),反演出吸收體的光學(xué)吸收系數(shù)α;

步驟S7:返回步驟S1,采用多光譜脈沖激光器輸出新的一定波長短脈沖激光,獲得不同波長下的光聲圖像及光學(xué)吸收系數(shù)α(λ)。

2.一種吸收體吸收系數(shù)測量和同時光聲成像的無損檢測裝置,其特征在于:包括光聲激發(fā)光源部分、電控機(jī)械掃描部分、超聲采集與處理部分;所述光聲激發(fā)光源部分包括脈沖激光器、二維可調(diào)光纖耦合器以及光纖;所述電控掃描部分包括二維電控可調(diào)平移臺以及與其相連的通過計算機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī),用以進(jìn)行水平面的二維機(jī)械掃描;所述超聲采集與處理部分包括水槽、超聲耦合液、超聲換能器、低噪聲脈沖超聲收發(fā)器、多通道數(shù)字熒光示波器以及計算機(jī);所述超聲換能器置于二維電控可調(diào)平移臺上,并浸沒于充有超聲耦合液的水槽內(nèi),獲取一維時間分辨超聲信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種吸收體吸收系數(shù)測量和同時光聲成像的無損檢測裝置,其特征在于:所述脈沖激光器為多光譜脈沖激光器,所述脈沖激光器的輸出端經(jīng)所述二維可調(diào)光學(xué)耦合器耦入所述光纖。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種吸收體吸收系數(shù)測量和光聲成像的無損檢測裝置,其特征在于:所述光纖為多模柱狀彌散光纖,末端帶有一定長度彌散發(fā)光段。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種吸收體吸收系數(shù)測量和光聲成像的無損檢測裝置,其特征在于:所述超聲換能器為水浸式長焦區(qū)聚焦超聲換能器,并受控于二維電控平移臺,其聚焦軸向與光纖光線方向平行。

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