一種快速定位缺陷的激光超聲檢測方法及其系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及激光超聲檢測技術(shù)，特別是涉及一種快速定位缺陷的激光超聲檢測方法及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]激光超聲檢測是一種利用激光產(chǎn)生和檢測超聲信號，來實(shí)現(xiàn)材料的無損檢測的方法。
[0003]目前常用的超聲波檢測方法，如中國專利申請(201310669619.7) “一種用于無損探傷的超聲場非接觸可視化方法及裝置”，是采取激光束作為激勵，在檢測材料中激發(fā)超聲波信號，采用壓電換能器或者干涉儀等方法接收信號，這種檢測方法基本上是固定對材料區(qū)域進(jìn)行選定下進(jìn)行掃描檢測，雖然能在短時間內(nèi)對檢測區(qū)域進(jìn)行檢測，但檢測系統(tǒng)后期需要對采集系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行大量處理，消耗時間較長，檢測效率低；而且難以實(shí)現(xiàn)對缺陷的快速檢測定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明所需要解決的技術(shù)問題是提供一種快速定位缺陷的激光超聲檢測方法及其系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)處理量少、檢測效率高，可以實(shí)現(xiàn)缺陷的快速檢測定位。
[0005]本發(fā)明解決所述技術(shù)問題所采取的一種快速定位缺陷的激光超聲檢測方法是，首先，將材料所檢測區(qū)域置于激光器的掃描區(qū)域；激光器將脈沖激光束射入振鏡掃描系統(tǒng)；振鏡掃描系統(tǒng)將射入的脈沖激光反射到被測工件上，其特征在于，還包括以下步驟:
(1)將空氣耦合表面波探頭放置在激光掃描區(qū)域的同一平面，通過表面波探頭接收超聲信號與試件缺陷作用產(chǎn)生的散射信號；
(2)對掃描區(qū)域進(jìn)行等面積分區(qū)，按照選定的掃描路徑對所述各分區(qū)進(jìn)行逐點(diǎn)掃描；
(3)通過表面波探頭所接收到的散射信號進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，判斷缺陷所在的劃分區(qū)域；
(4)通過軟件分析選定缺陷所在分區(qū)，然后通過調(diào)整振鏡掃描路線對缺陷分區(qū)進(jìn)行逐點(diǎn)掃描；
(5)將表面波探頭接收到的表面波信號，通過信號調(diào)理電路、采集卡后存儲于上位機(jī)中，根據(jù)互易性定理，得到激光器在檢測區(qū)域中的超聲波傳播圖像，從而可直接觀察動態(tài)傳播圖像對材料中的缺陷檢測。
[0006]在所述步驟(2)中，對掃描區(qū)域進(jìn)行的等面積分區(qū)數(shù)量為四個或四的倍數(shù)。
[0007]所述步驟(2)中的逐點(diǎn)掃描間隔是0.5mm-1.5mm。
[0008]本發(fā)明解決所述技術(shù)問題所采取的一種快速定位缺陷的激光超聲檢測系統(tǒng)，包括激光器、振鏡掃描系統(tǒng)、信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述的振鏡掃描系統(tǒng)由X、Y方向的旋轉(zhuǎn)小鏡構(gòu)成，其特征在于，還包括放置在激光掃描區(qū)域的同一平面、用于接收超聲信號與試件缺陷作用產(chǎn)生散射信號的空氣耦合表面波探頭。
[0009]所述的振鏡掃描系統(tǒng)的掃描視角為±25°，最大掃描頻率可達(dá)3kHz。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
I.突破了傳統(tǒng)激光超聲波無損檢測技術(shù)對被測材料進(jìn)行大面積掃描，產(chǎn)生處理海量數(shù)據(jù)的瓶頸，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理量減少60 %。
[0011]2.提高了計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的速度，而且大大提高了工業(yè)現(xiàn)場檢測的效率，最大掃描頻率提高到3kHz。
[0012]3.激光束對檢測區(qū)域進(jìn)行劃分區(qū)域，初步對劃分區(qū)域進(jìn)行檢測后，對缺陷產(chǎn)生散射波進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析出缺陷所在區(qū)域，重新對檢測區(qū)域進(jìn)行小范圍成像檢測，提高了整個檢測系統(tǒng)的檢測速度。檢測定位速度提高4倍以上。
[0013]4.操作簡單、重復(fù)性好、而且不依賴于檢測人員的技術(shù)水平。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的一種快速定位缺陷的激光超聲檢測系統(tǒng)的工作結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明方法的兩種方式的區(qū)域劃分圖，分別劃分為4分區(qū)和8分區(qū)。
[0016]圖3是本發(fā)明系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)例2的工作結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]其中，I激光器系統(tǒng)，2振鏡掃描系統(tǒng),3掃描區(qū)域,4空氣稱合表面波探頭,5信號調(diào)理電路，6數(shù)據(jù)采集卡，7數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本發(fā)明的目的，技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0019]本發(fā)明的一種快速定位缺陷的激光超聲檢測方法，首先，將材料所檢測區(qū)域置于激光器的掃描區(qū)域；激光器將脈沖激光束射入振鏡掃描系統(tǒng)；振鏡掃描系統(tǒng)將射入的脈沖激光反射到被測工件上，其特征在于，還包括以下步驟:
(1)將空氣耦合表面波探頭放置在激光掃描區(qū)域的同一平面，通過表面波探頭接收超聲信號與試件缺陷作用產(chǎn)生的散射信號；
(2)對掃描區(qū)域進(jìn)行等面積分區(qū)，按照選定的掃描路徑對所述各分區(qū)進(jìn)行逐點(diǎn)掃描；
(3)通過表面波探頭所接收到的散射信號進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，判斷缺陷所在的劃分區(qū)域；
(4)通過軟件分析選定缺陷所在分區(qū)，然后通過調(diào)整振鏡掃描路線對缺陷分區(qū)進(jìn)行逐點(diǎn)掃描；
(5)將表面波探頭接收到的表面波信號，通過信號調(diào)理電路、采集卡后存儲于上位機(jī)中，根據(jù)互易性定理，得到激光器在檢測區(qū)域中的超聲波傳播圖像，從而可直接觀察動態(tài)傳播圖像對材料中的缺陷檢測。
[0020]在所述步驟(2)中，對掃描區(qū)域進(jìn)行的等面積分區(qū)數(shù)量為四個或四的倍數(shù)。優(yōu)選的單個分區(qū)面積為10mmX 100mm。另外，對于被測工件的掃描形狀是矩形的區(qū)域也可以進(jìn)行四分區(qū)或者八分區(qū)劃分，其單個分區(qū)面積的大小可視實(shí)際情況而定。
[0021]所述步驟(2)中的逐點(diǎn)掃描間隔是0.5mm-l.5mm?？梢愿鶕?jù)實(shí)際要求進(jìn)行選取。
[0022]在實(shí)際操作中，可通過分析所在區(qū)域調(diào)整振鏡掃描系統(tǒng)路線。如果對先前劃分的區(qū)域不是很滿意?？梢栽谥匦聦Υ_定的區(qū)域進(jìn)行4區(qū)域劃分或者在一開始就可以劃分為八區(qū)域，并重復(fù)后面的步驟。
[0023]通過對最終缺陷位置區(qū)域進(jìn)行小區(qū)域掃描，可以快速有效地定位缺陷位置， 本發(fā)明的一種快速定位缺陷的激光超聲檢測系統(tǒng)，包括激光器(I )、振鏡掃描系統(tǒng)
(2)、信號調(diào)理電路(5)、數(shù)據(jù)采集卡(6)、