[发明专利]一种用于耐张线夹的激光超声层析成像的装置及方法

说明书

本发明提供了一种用于耐张线夹的激光超声层析成像的装置及其方法，包括激光器，所述激光器在控制器的控制下发射脉冲激光激励信号，发射的脉冲激光激励信号经过激光点源扫描平台实现脉冲激光源的扫描激励，在扫描控制器的控制下脉冲激光源每激励一次耐张线夹，超声探头就接收一次超声数据，接收到的超声信号再经过信号处理单元和信号采集单元最后由计算机保存；所述扫描控制器控制脉冲激光源的扫描步长和耐张线夹的层析成像区域；采用该技术可以实现激光超声扫描断层的快速成像。

技术领域

本发明涉及激光超声无损检测的技术领域，特别涉及一种用于耐张线夹的激光超声层析成像的装置及方法。

背景技术

激光超声技术是无损检测方式的一种，通过脉冲激光照射在物体表面，由局部热膨胀机制在内部激发产生出超声波，利用材料内部结构异常或缺陷存在所引起的对声波反应的变化来实现对材料的缺陷检测。激光超声检测技术优点众多，可实现非接触检测、激发和检测光源可以移动等优点，使得激光超声技术能够在特种环境下实现对物体结构的检测。超声波对材料缺陷检测时方向灵敏度受到声波主瓣宽度的影响，而超声合成孔径成像技术可以得到高分辨率的图像，解决了激光超声检测技术的分辨率低的问题，利用更小尺度的换能器以及更低的工作频率就能得到高分辨率的成像。

通过专利检索可见目前常用的提高激光超声检测的灵敏度方法就是简单的对时域波形进行滤波处理，没有真正从原理上解决分辨率低的问题。例如“一种激光超声可视化图像分辨率提升方法”专利申请号202010207839.8和“一种金属增材制造微型缺陷的激光超声高信噪比成像方法”，专利申请号为202010738031.2，该方法仅是对采集到的时域超声信号进行信号处理，滤波得到高分辨率的图像，具体包括对数据进行降噪处理、对所有信号进行相似性计算和最大幅值时刻偏移计算等提高图像的分辨率。

耐张线夹压接质量的好坏直接关系到输电线路的安全稳定运行。然而耐张线夹的压接属于隐蔽工程，受施工人员技能水平及高空压接环境等共同影响，输电线路中耐张线夹的压接质量往往难以得到有效保障，所以对耐张线夹在线非接触式检测及其重要，现有对耐张线夹的压接质量的常用检测方法主要有外观检测、尺寸测量、力学性能抽查检测以及x射线无损检测等。外观检测和尺寸测量需要纯手工检测，效率低且不能在线，x射线检测虽然能在线，但对人有辐射，激光超声耐张线夹检测利用层析成像可以直观判断耐张线夹的压接质量。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种用于耐张线夹的激光超声层析成像的装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种用于耐张线夹的激光超声层析成像的装置，包括激光器，所述激光器在控制器的控制下发射脉冲激光激励信号，发射的脉冲激光激励信号经过激光点源扫描平台实现脉冲激光源的扫描激励，在扫描控制器的控制下脉冲激光源每激励一次耐张线夹，超声探头就接收一次超声数据，接收到的超声信号再经过信号处理单元和信号采集单元最后由计算机保存；所述扫描控制器控制脉冲激光源的扫描步长和耐张线夹的层析成像区域。

进一步，所述激光器和所述激光点源扫描平台属于激励模块，用于实现对所述耐张线夹的扇形扫描。

进一步，所述超声探头、所述信号处理单元和所述信号采集单元属于检测模块，用于实现超声信号的检测。

进一步，所述控制器和所述扫描控制器属于控制模块，用于实现整个装置的激励检测同步和激光电源扫描的控制，以实现所述耐张线夹的层析成像和可视化。

进一步，所述激光点源扫描平台在实现脉冲激光源的扫描过程中，所述超声探头的位置保持不变；所述超声探头为接触式的压电超声换能器或非接触的空耦超声换能器，或激光超声振动接收单元。

进一步，在所述控制器的控制下，所述计算机实现断层面，并通过所述计算机对所有数据进行保存和显示。