[发明专利]一种激光电磁超声成像系统及方法

权利要求书

1.一种激光电磁超声成像系统，其特征在于，包括：

脉冲激光控制器(1)；

脉冲激光器(2)，与所述脉冲激光控制器(1)电连接，所述脉冲激光器(2)用于在所述脉冲激光控制器(1)的控制下产生激光；

扫描振镜(3)，与所述脉冲激光器(2)电连接；所述扫描振镜(3)用于出射激光，出射的激光照射在被测工件(A)的表面形成激励点(01)，所述激励点(01)的体波在所述被测工件(A)内产生回波信号；

电磁超声换能器(4)，用于接收所述回波信号；

电磁超声后处理模块(5)，与所述电磁超声换能器(4)电连接，所述电磁超声后处理模块(5)用于对所述回波信号进行预处理；

工控机(6)，分别与所述脉冲激光控制器(1)、所述扫描振镜(3)和所述电磁超声后处理模块(5)电连接；所述工控机(6)用于控制所述脉冲激光控制器(1)、所述扫描振镜(3)和所述电磁超声后处理模块(5)，以及构建所述被测工件(A)的内部图像。

2.根据权利要求1所述的激光电磁超声成像系统，其特征在于，所述工控机(6)与所述电磁超声换能器(4)电连接；

所述被测工件(A)与所述激励点(01)的相对位置固定不变；所述被测工件(A)与所述电磁超声换能器(4)的相对位置可变。

3.根据权利要求1所述的激光电磁超声成像系统，其特征在于，所述被测工件(A)与所述激励点(01)的相对位置可变；所述被测工件(A)与所述电磁超声换能器(4)的相对位置固定不变。

4.根据权利要求2或3所述的激光电磁超声成像系统，其特征在于，所述工控机(6)包括控制主机(61)和显示器(62)；

所述电磁超声换能器(4)包括电磁超声横波换能器和电磁超声纵波换能器。

5.一种激光电磁超声成像方法，其特征在于，包括：

开启所述激光电磁超声成像系统，以被测工件为参照物建立三维坐标系，将所述被测工件划分为多个三维网格；

所述被测工件一侧的表面被激光照射，形成激励点，所述激励点的体波传播至每个所述三维网格，产生多个回波信号；

对多个所述回波信号进行预处理；

计算渡越时间，所述渡越时间为所述体波从所述激励点传播至所述三维网格及所述回波信号传播至所述电磁超声换能器所经历的时间总和；

对每个所述三维网格对应的所有所述回波信号进行延迟叠加，得到延迟叠加波信号；

根据所有所述三维网格的所述延迟叠加波信号，构建所述被测工件的内部图像。

6.根据权利要求5所述的激光电磁超声成像方法，其特征在于，当所述被测工件与所述激励点的相对位置固定不变，所述被测工件与电磁超声换能器的相对位置可变时；所述激励点的数量为一个，所述电磁超声换能器接收所述回波信号的接收点数量为m个，在以所述被测工件为参照物的三维坐标系内，所述激励点的坐标为(x^T,y^T,z^T)，第i个所述接收点的坐标为第k个所述三维网格的坐标为(x_k,y_k,z_k)，按照下式计算每个所述接收点对应的所述渡越时间Δτ_k,i：

其中，i＝1,2,3…m，所述三维网格的数量为a*b*c，k＝1,2,3…,a*b*c；

c₁和c₂的满足如下关系式中的一种：

c₁＝c₂＝c_l，

c₁＝c₂＝c_s，

c₁＝c_s,c₂＝c_l，

或c₁＝c_l,c₂＝c_s，

c_l为纵波的传播速度，c_s为横波的传播速度。