[发明专利]一种飞秒激光激励红外热波无损检测钛铝合金缺陷的装置及方法

说明书

本发明公开了一种飞秒激光激励红外热波无损检测钛铝合金缺陷的装置及方法，所述装置包括飞秒激光激励系统、图像采集系统、伺服系统、光束传递系统、数据接收处理系统，其中：所述飞秒激光激励系统包括数据采集卡、第一功率放大器、飞秒激光驱动器和飞秒激光发射器；所述图像采集系统包括红外热像仪；所述伺服系统包括电机控制器、第二功率放大器、电机驱动器、伺服电机、工作台和速度传感器；所述光束传递系统包括准直镜、凹透镜、反射镜、凸透镜和三棱镜；所述数据接收处理系统为计算机。本发明能够对钛铝合金材料由点及线，由线及面地对钛铝合金材料进行从左到右完整地全方位扫描式检测，因此在无损检测中有着重要的作用。

技术领域

本发明红外热波无损检测技术领域，涉及一种飞秒激光装置及方法，具体涉及一种通过飞秒激光激励检测钛铝合金缺陷的装置及方法。

背景技术

钛铝合金由于具有导电性能良好、耐高温、耐腐蚀等使用性能，因此广阔的应用于航天业、汽车业、医疗等领域。长时间的使用过程中不可避免的会产生摩擦磨损裂纹等缺陷，如果不及时的进行检测，将会降低其使用性能，甚至引发严重的事故。常规无损检测技术有射线检测、涡流检测、渗透检测以及超声检测。射线检测虽然检测效果好，但是对操作者有辐射；涡流检测虽然检测效率高，但是有集肤效应，结果不明显；渗透检测虽然操作方便，但是破坏精密仪器精度；超声检测虽然灵敏度高，但是无法检测结构复杂的小器件。红外热波无损检测技术是一种近年来发展迅速的检测技术。与常规检测技术相比，红外热波无损检测技术由于适用范围广，检测效果好，并且能够在不损伤试件内部结构的前提下清晰地观测到缺陷程度，因此受到国内外的广泛关注。

激光具有相干性、单色性、方向性的特点，不但在诸多领域有广泛的应用，而且在无损检测领域中也是一种理想的用于传递热量的激励源。飞秒激光与普通激光相比，脉宽为飞秒，最大功率甚至能达到太瓦的超短脉冲，能量高度集中，因此飞秒激光传输速率极快，能量密度极高，瞬时功率极大，因此飞秒激光激励能够在瞬间传递高能热量，甚至可以使用飞秒激光作为激光武器。通过使用飞秒激光激励，甚至能够检测到普通激光激励都难以检测到的微小缺陷，因此飞秒激光激励在对钛铝合金缺陷的无损检测中有着重要的作用。

发明内容

本发明针对钛铝合金缺陷，依据光学、机械学、电学的综合技术，提供了一种光机电一体化飞秒激光激励红外热波无损检测钛铝合金缺陷的装置及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种飞秒激光激励红外热波无损检测钛铝合金缺陷的装置，包括飞秒激光激励系统、图像采集系统、伺服系统、光束传递系统、数据接收处理系统，其中：

所述飞秒激光激励系统包括数据采集卡、第一功率放大器、飞秒激光驱动器和飞秒激光发射器；

所述图像采集系统包括红外热像仪；

所述伺服系统包括电机控制器、第二功率放大器、电机驱动器、伺服电机、工作台和速度速度传感器；

所述光束传递系统包括准直镜、凹透镜、反射镜、凸透镜和三棱镜；

所述数据接收处理系统为计算机；

所述数据采集卡的输入端与计算机的输出端相连；

所述数据采集卡的输出端与第一功率放大器的输入端相连；

所述第一功率放大器的输出端与飞秒激光驱动器的输入端相连；

所述飞秒激光驱动器的输出端与飞秒激光发射器的输入端相连；

所述红外热像仪的输入端与计算机的输出端相连；

所述电机控制器的输入端与计算机的输出端相连，通过计算机输入控制指令，从而控制伺服电机带动工作台对被测试件进行从左到右的运动；

所述电机控制器的输出端与功率放大器的输入端相连；