[发明专利]一种CFRP层板缺陷的红外热波雷达成像无损检测方法

权利要求书

1.一种红外热波雷达成像无损检测方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

S1、调整激光光源扩束整形装置与被测样件的空间位置，使激光均匀照射到试样表面，利用BNC数据线将数据采集卡的模拟输出通道端口与激光功率驱动器的模拟调制信号输入端口相连，由计算机控制数据采集卡产生线性调频脉冲信号，驱动激光功率驱动器，使光纤激光器的功率按照线性调频脉冲信号规律变化；

S2、利用以太网数据线将计算机与焦平面红外热像仪连接，利用BNC数据线连接数据采集卡脉冲信号输出端口与焦平面红外热像仪的触发信号输入端口，打开激光器，通过计算机对焦平面红外热像仪运行触发控制，采集被测CFRP试样表面的热波雷达信号，记录至少2~3个周期，将采集到的图像数据存储到计算机相应目录下；

S3、对采集的表面热波雷达信号进行处理，提取热波雷达信号的时频域特征信息，利用时频域特征信息建立表征CFRP内部层板缺陷的特征图像，通对特征信息图像的处理与分析，提取样件内部缺陷的特征参数，实现对样件内部缺陷及损伤的快速、准确的无损检测。

2.根据权利要求1所述的红外热波雷达成像无损检测方法，其特征在于所述激光光源扩束整形装置通过调整支架调整入射光线与样件待检区域表面外法线的夹角，其最大夹角应小于60°。

3.根据权利要求1所述的红外热波雷达成像无损检测方法，其特征在于所述光纤激光器的调制方式设置为外部模拟调制方式或外部TTL调制方式。

4.根据权利要求1所述的红外热波雷达成像无损检测方法，其特征在于所述焦平面红外热像仪采样频率设置为线性调频信号最高频率的5~10倍。

5.根据权利要求1所述的红外热波雷达成像无损检测方法，其特征在于所述焦平面红外热像仪的采集触发模式设置为外部触发或内部触发。

6.根据权利要求1、4或5所述的红外热波雷达成像无损检测方法，其特征在于所述焦平面红外热像仪的像素为320×256，热灵敏度为20mK，全幅最大采样频率为170Hz。

7.根据权利要求1或3所述的红外热波雷达成像无损检测方法，其特征在于所述光纤激光器的激光波长为808nm，最高功率为50W，最高调制频率为100kHz。

8.根据权利要求1所述的红外热波雷达成像无损检测方法，其特征在于所述数据采集卡最高采样率为 250 kS/s。

9.根据权利要求1所述的红外热波雷达成像无损检测方法，其特征在于所述激光光源扩束整形装置由准直镜、工程漫射体、套管与转接环依次组装而成；采用准直镜对激光光束进行准直，准直后，光束直径为7.5mm，采用工程漫射体对准直后的光束进行整形，整形后，光束发散角为20°。

10.一种红外热波雷达成像无损检测系统，其特征在于所述系统包括光纤激光器、激光功率驱动器、数据采集卡、激光光源扩束整形装置、焦平面红外热像仪及计算机，其中：

所述光纤激光器与激光功率驱动器用以为检测提供稳定的热源；

所述数据采集卡用以实现模拟信号的输出与采集，具有可编程函数接口，能够产生焦平面红外热像仪采集图像所需的脉冲触发信号；

所述激光光源扩束整形装置用以对光纤激光器输出的激光光束进行准直、扩束及整形；

所述焦平面红外热像仪用以采集被测试样的表面热图；

所述计算机通过控制数据采集卡信号的输出与采集，控制焦平面红外热像仪采集被测试样表面热波雷达信号，提取热波雷达信号的时频域特征信息，并形成特征图像，确定缺陷信息。