[发明专利]一种快速定位缺陷的激光超声检测系统及其检测方法

权利要求书

1.一种快速定位缺陷的激光超声检测系统，包括激光器(1)，其特征在于，所述激光器(1)分别连接振镜扫描系统(2)和控制器(7)，所述振镜扫描系统(2)下端设有扫描区域(3)，扫描区域(3)上设有放置在扫描区域四角的四个空气耦合传感器(4)，空气耦合传感器(4)连接四路信号调理路模块(5)，所述四路信号调理路模块(5)连接四路高速A/D采集卡(6)，四路高速A/D采集卡(6)分别连接上位机软件系统(8)和控制器(7)，所述控制器(7)还分别与上位机软件系统(8)和振镜扫描系统(2)连接；

所述控制器(7)控制振镜扫描系统(2)中X、Y方向的旋转小镜改变激光束射入到被测材料中的激励位置，按照上位机软件系统(8)中设置的扫描位置将激光束射入到扫描区域(3)的中心位置或者其他位置；激光束对被测材料进行单点扫描，四个空气耦合传感器(4)同时接收激光在被测材料中产生的超声波及散射波信号，信号通过四路信号调理路模块(5)被四路高速A/D采集卡(6)采集并存储于上位机软件系统(8)中，上位机软件系统(8)根据接收到的超声波信号和散射波信号分析出散射波的到达时间，根据波速、传播距离和传播时间的公式求解可以快速计算出被测材料的缺陷位置坐标。

2.根据权利要求1所述的一种快速定位缺陷的激光超声检测系统，其特征在于，所述激光器(1)为Nd:YAG激光器。

3.根据权利要求1所述的一种快速定位缺陷的激光超声检测系统，其特征在于，所述四路高速A/D采集卡(6)采用高速数字A/D采集卡。

4.根据权利要求1所述的一种快速定位缺陷的激光超声检测系统，其特征在于，所述的振镜扫描系统(2)包括X、Y方向的旋转小镜，其扫描视角为±25°,最大扫描频率可达3kHz。

5.根据权利要求1所述的一种快速定位缺陷的激光超声检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

将被测材料的待检区域置于激光器(1)能够扫描到的位置；

激光器(1)将激光束射入的被测材料的待检区域的任意位置上，控制器通过控制振镜扫描系统(2)的X、Y方向的旋转小镜改变激光束射入被测材料的位置，按照上位机软件系统(8)中设置的扫描位置将激光束射入到扫描区域(3)的中心位置或者其他位置；

在被测材料的扫描区域(3)四个角放置空气耦合传感器(4)接收激光在被测材料中产生的超声波及散射波信号；

空气耦合传感器(4)接收到的超声波及散射波信号通过四路信号调理电路模块(5)被四路高速A/D采集卡(6)采集并存储于上位机软件系统(8)中；

上位机软件系统(8)根据接收到的超声波信号和散射波信号分析出散射波的到达时间t_i，i表示接收到超声波和散射波的第i个传感器，根据波速、传播距离和传播时间的计算公式求解可以快速计算出被测材料的缺陷位置坐标(x,y)。