[发明专利]利用闪频检测实现材料内部缺陷的动态加载成像表征方法

权利要求书

1.一种利用闪频检测实现材料内部缺陷的动态加载成像表征方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)以声激发方式在被测固体材料表面激发连续或脉冲弹性声场；

(2)使用线元或面元CCD作为光探测器件，利用闪频检测方法探测在固体材料表面传播的高频声信号；

(3)根据高频声信号的动态干涉场分布，通过图像处理技术识别图像中干涉条纹分布的均匀性，通过均匀性分析，实现材料内部缺陷表征。

2.根据权利要求1所述的利用闪频检测实现材料内部缺陷的动态加载成像表征方法，其特征在于步骤(1)所述的声激发方式采用以下三种方法之一产生：

方法1：将声换能器耦合在被测材料表面，利用函数发生器或计算机产生信号并导入功率放大器产生声换能器所需的超声信号；

方法2：对于金属样品，采用非接触式的电磁换能器在被测材料上产生超声信号；

方法3：利用高功率脉冲激光经空间调制后在被测材料表面激发所需的声信号。

3.根据权利要求1或2所述的利用闪频检测实现材料内部缺陷的动态加载成像表征方法，其特征在于步骤(2)中所述的闪频检测方法通过以下两种方法之一实现：

方法1：对于频率范围小于20kHz的中低频声场检测，使用连续的相干照明光源，控制CCD的电子快门和曝光时间，与材料表面声场的外激励源保持同步，并通过时间延迟获取不同时间点的声场信号；

方法2：对于频率范围大于20kHz的中高频声场检测，使用短脉冲相干照明光源，控制其触发与CCD电子快门同步，与材料表面声场的外激励源保持同步，并通过时间延迟控制短脉冲照明光源的照射时间点以获取不同时间点的声场信号。

4.根据权利要求1或2所述的利用闪频检测实现材料内部缺陷的动态加载成像表征方法，其特征在于步骤(3)中，CCD如采用线阵CCD，所获得的干涉信号是一维空间不同点的时域信号；如采用面阵CCD，所获得的干涉信号是二维空间不同点的时域信号。

5.根据权利要求1或2所述的利用闪频检测实现材料内部缺陷的动态加载成像表征方法，其特征在于步骤(3)图像处理技术包括边缘图像分割和阈值分割算法。

6.根据权利要求1或2所述的利用闪频检测实现材料内部缺陷的动态加载成像表征方法，其特征在于步骤(3)中，当干涉条纹分布均匀时，可确定材料在被测的一维或二维方向上弹性性质分布均匀，无缺陷；而当干涉条纹分布发生畸变时，表明此处材料性质不均匀，导致缺陷。