[发明专利]基于剪切散斑干涉技术的复杂表面无损检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于剪切散斑干涉技术的复杂表面无损检测系统及方法，包括光照模块、剪切散斑测量模块、控制及信号处理模块；光照模块发出出射光以照射在被测物体表面待检测区域；剪切散斑测量模块采集被测物体漫反射的光进而形成剪切散斑干涉图，并将剪切散斑干涉图提供给控制及信号处理模块，控制及信号处理模块进行处理并提取缺陷信息。

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，具体涉及一种基于剪切散斑干涉技术的复杂表面无损检测系统及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

剪切散斑干涉技术是一种光学测量技术，它具有无损、全场、抗干扰、高精度测量的优点，应用领域广泛，它的两束相干光来自于同一物体，并且经过相同的外部环境，可以很大程度的抵消掉外界干扰，因此该技术有较强的抗干扰能力，可应用于现场测量，并且该技术是以光的波长作为计量单位，可获取高精度的测量数据。

剪切散斑干涉技术可直接测量物体的应变，即可以直接得到变形场的梯度信息，这在科学和工程领域都有着重要的实用价值。除了测量应变之外，数字剪切散斑技术还可以用来测量残余应力、振动模态、三维形貌等，已经应用在生物医药领域、文物保护、无损检测等领域。

近年来，剪切散斑干涉技术应用较多的是复合材料的无损检测。目前，复合材料的制作工艺日益成熟，是现代工业的一种的材料其必需的材料，其应用范围也越来越广，逐渐从航空航天等尖端领域扩展到民用领域。复合材料是将多种不同的材料胶合在一起的，当材料中存在脱胶的部分，其性能大大降低，因此为保证产品的可靠性要对其进行周期性的检测。剪切散斑干涉技术可以通过直接测得的被测物面应变，来确定复合材料内部缺陷位置及大小等信息。

目前，剪切散斑干涉技术主要用在检测平面物体的缺陷，激光照射在整个平面上，通过测量物面形变前后的应变，来获取整个平面的缺陷分布图。但发明人发现，当物体表面较为复杂时，比如表面有一些结构时，传统的测量方法就难以准确的检测缺陷的位置。为得到较好的检测结果，需要考虑被测表面的形貌状态，这就需要对传统的技术进行改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于剪切散斑干涉技术的复杂表面无损检测系统及方法，该检测系统针对被测物体的形貌设计入射光波分布，以期实现复杂表面的高精度无损检测，满足现代复杂构件的检测需求。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种基于剪切散斑干涉技术的复杂表面无损检测系统，包括光照模块、剪切散斑测量模块、控制及信号处理模块；光照模块发出出射光以照射在被测物体表面待检测区域；剪切散斑测量模块采集被测物体漫反射的光进而形成剪切散斑干涉图，并将剪切散斑干涉图提供给控制及信号处理模块，控制及信号处理模块进行处理并提取缺陷信息。

作为进一步的技术方案，所述控制及信号处理模块调制光照模块出射光的光强分布，使得出射光的光强分布与被测物体表面待检测区域分布一致。

作为进一步的技术方案，所述光照模块包括激光器、透镜组、第一分光棱镜、空间光调制器，激光器出射的激光经由透镜组形成平行光束，平行光束经第一分光棱镜反射至空间光调制器，空间光调制器将平行光束调制后形成出射光。

作为进一步的技术方案，所述透镜组包括依次设置的第一透镜、第二透镜，激光器出射的激光依次经过第一透镜和第二透镜后形成平行光束。

作为进一步的技术方案，所述空间光调制器的光路设置第三透镜，空间光调制器调制后的出射光经第三透镜放大后照射至被测物体。

作为进一步的技术方案，所述空间光调制器与控制与信号处理模块通信。