[发明专利]一种激光超声的全光型耐张线夹无损检测装置

权利要求书

1.一种激光超声的全光型耐张线夹无损检测装置，其特征在于：包括激光激励模块、激光接收模块、控制与同步模块和缺陷判断模块，所述激光激励模块、激光接收模块、缺陷判断模块和控制与同步模块通讯相连接；

所述激光激励模块包括脉冲激光器(1)、激光准直系统(2)和凸透镜(3)；

所述控制与同步模块控制所述脉冲激光器(1)发射脉冲激光，脉冲激光经过所述激光准直系统(2)进行光束准直后浸入所述凸透镜(3)，通过控制所述凸透镜(3)的位置确定出射的激光焦斑的大小。

2.根据权利要求1所述的一种激光超声的全光型耐张线夹无损检测装置，其特征在于：激光接收模块包括检测探头(6)、光纤分束器(7)、连续激光器(8)和双波混频干涉仪(9)；所述控制与同步模块控制控制所述连续激光器(8)产生连续激光，产生的激光可以直接耦合到所述光纤分束器(7)，所述光纤分束器(7)将激光分为两束。

3.根据权利要求2所述的一种激光超声的全光型耐张线夹无损检测装置，其特征在于：所述两束激光中，一束作为参考光直接耦合到所述双波混合干涉仪(9)；另一束输入到所述检测探头(6)，经耐张线夹反射后，也进入所述双波混合干涉仪(9)。

4.根据权利要求1所述的一种激光超声的全光型耐张线夹无损检测装置，其特征在于：所述控制与同步模块包括三维扫描平台(5)、控制脉冲激光器(1)、连续激光器(8)和信号检测处理系统(10)；所述控制与同步模块的信号发生装置发送同步信号给所述脉冲激光器(1)、所述连续激光器(8)、所述三维扫描平台(5)和信号检测处理系统(10)，实现激光超声激励与接收的同步；

同时，所述三维扫描平台(5)的控制部分控制所述检测探头(6)和整个所述激光激励模块的移动，实现所述耐张线夹(4)的全面扫描检测。

5.根据权利要求1所述的一种激光超声的全光型耐张线夹无损检测装置，其特征在于：所述脉冲激光器(1)的波长为可见光或红外光，所述脉冲激光器(1)的激光脉冲宽度小于20ns。

6.根据权利要求1所述的一种激光超声的全光型耐张线夹无损检测装置，其特征在于：所述凸透镜(3)的个数大于或等于一个。

7.根据权利要求1所述的一种激光超声的全光型耐张线夹无损检测装置，其特征在于：所述连续激光器(8)产生532nm或1550nm的连续光。

8.根据权利要求1所述的一种激光超声的全光型耐张线夹无损检测装置，其特征在于，采用以下算法：

采用双线性时频分析方法中的Wigner-Ville分布(WVD)和伪Wigner-Ville分布(PWVD)来分析并提取激光超声激励信号的回波延时信息；

WVD可以提供具有高时频分辨率并且几乎可以满足所有预期的时频分布特征的优点；它是以多出信号交叉项为代价的；WVD算法定义为：

在式(1)中，t表示时间，f表示频率；s^*是复共轭，被积函数称为WVD的瞬时自动校正函数，积分是从-∞到+∞；当包含多个频率成分时，WVD中存在一个交叉项，会影响信号的判断和分析；

为了消除交叉项分布的干扰，在公式(1)中使用时域窗函数h(τ)对进行加窗处理，即变为PWVD算法，为

其中h(τ)是时域窗函数，相当于对频域中的信号进行低通滤波；

因此，仅考虑在有限时间-频率范围内的分布；

因此，使用窗函数可以减少干扰。