[发明专利]一种激光超声实时检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种激光超声实时检测系统包括：激光超声激励模块，加热模块，激光超声接收模块及控制模块，其中，所述激光超声激励模块包括：高频脉冲激励激光器，光斑整形装置，二轴扫描振镜和聚焦镜及探测激光器，所述加热模块包括：加热激光器和程控箱式电炉，所述激光超声接收模块包括：分束镜，平衡接收器，电荷放大器及采集卡，所述控制模块包括：激光控制柜和所述电脑，所述电脑与所述激光控制柜电连接，实现对所述高频脉冲激励激光器的控制。

技术领域

本发明涉及激光无损检测领域，具体涉及一种热调制下的激光超声实时检测系统及方法。

背景技术

无损检测是当下工业快速发展中不可或缺的检测手段。对金属材料，复合材料，陶瓷等构成的部件都需要进行无损检测以确定其质量合格和运行安全。无损检测技术在航空航天，医学诊断，高压容器，核反应堆，地质勘探，电力等领域都有广泛的应用。尽管常规无损检测技术较为成熟，但是在某些特殊的工程场合(高温,高压,高腐蚀,高辐射,在役检测等)是有一定的局限性。因此为弥补常规检测中存在的不足，需要探索研究新的检测方法以适应日益变化的检测环境，激光超声检测成为当下新型的检测方法就应运而生。它利用激光脉冲在被检测工件中激发超声波,并用激光束探测超声波的传播,从而获取工件的缺陷。目前该技术的工业应用包括激光焊接焊缝质量在线监控、飞机机身搭接腐蚀检测、风力发电机叶片检测、高温陶瓷、复合材料检测、金属、电子元器件/半导体封装质量检测、种材料涂层缺陷检测等众多领域，同时该技术在各工业领域不停的发展并走向市场。

目前常规的激光超声检测，都是针对缺陷在稳定的静态下的，然而对于缺陷随着温度变化的动态检测却几乎没有，极大地限制了对工件在工作状态下的在线监测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何针对金属材料或复合材料检测表面缺陷需要动态检测的要求，提供一种激光超声实时检测系统及方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种激光超声实时检测系统，所述检测系统包括：

激光超声激励模块，加热模块，激光超声接收模块及控制模块，其中，

所述激光超声激励模块包括：高频脉冲激励激光器，光斑整形装置，二轴扫描振镜和聚焦镜及探测激光器，所述高频脉冲激励激光器发出脉冲激光，经过所述光斑整形装置整形后通过所述二轴扫描振镜和聚焦镜聚焦到待测工件上，所述探测激光器发射出的探测激光辐照在所述待测工件的表面上；

所述加热模块包括：加热激光器和程控箱式电炉，分别实现对所述待测工件的缺陷处局部加热和对所述待测工件的整体加热；

所述激光超声接收模块包括：分束镜，平衡接收器，电荷放大器及采集卡，所述分束镜将所述探测激光的反射光分成两束，由所述平衡接收器接收，将光信号转化为电信号，并经过所述电荷放大器将所述电信号放大后接入所述采集卡中，所述采集卡的数据端与所述控制模块中的电脑相连；

所述控制模块包括：激光控制柜和所述电脑，所述电脑与所述激光控制柜电连接，实现对所述高频脉冲激励激光器的控制。

进一步地，所述分束镜由两个呈微小夹角的反射镜组成。

进一步地，所述实现对所述高频脉冲激励激光器的控制包括：控制所述高频脉冲激励激光器的发射，停止，扫描方式和功率大小。

一种激光超声实时检测方法，所述检测方法包括：

将待测工件放置于加热模块的程控箱式电炉中；

激光超声激励模块中的高频脉冲激励激光器发出的脉冲激光通过二轴扫描振镜，最后通过聚焦镜聚焦到待测工件上进行超声激励；

所述加热模块对所述待测工件进行加热；