[发明专利]一种基于实体导光结构的一体化磁光传感模块

说明书

本发明公开了一种基于实体导光结构的一体化磁光传感模块，集成了辅助光学器件、磁感应光学薄膜和耐磨保护层于一体且形如五边形，当磁光传感模块的底面贴近被测试件，被测试件在磁化场的磁化下其缺陷处会产生漏磁场；当光源产生的光束垂直入射到镶嵌有辅助光学器件的起偏器的一面，透过起偏器产生单一方向线偏振光，线偏振光在磁光传感模块内传播，并沿传播方向入射至磁感应光学薄膜，在漏磁场作用下，线偏振光的光学特性发生改变，改变偏振方向的偏振光再由耐磨保护层反射，从而将大部分光束从另一侧镶嵌有辅助光学器件的检偏器处射出，最终由图像采集设备采集并显示检测结果。

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，更为具体地讲，涉及一种应用于金属材料裂纹检测的一体化磁光传感模块。

背景技术

随着各种材料科学的快速发展，高性能金属材料在航空航天，高速列车等领域正在大量使用。这类材料往往是在这些领域中作为主要承力部件，因此这类部件的正常工作对设备安全运行起着决定性作用。如对于高空作业的飞机而言，任何一个小的质量隐患或者裂纹缺陷都会带来不可估量的安全问题，甚至会造成重大的生命财产损失。因此，对于上述领域中的金属材料部件进行定期的安全检测，并及时对存在安全隐患的部位进行维护是很有必要的。

当下应用于铁磁性材料探伤的检测方法较多，例如超声检测、漏磁检测、涡流检测等。而磁光成像检测作为一种新兴的无损检测方法被提出，磁光成像技术是基于法拉第磁光效应，利用磁场能使在磁光介质中与其同向的线偏振光偏振角发生改变这一物理现象，将磁场强弱分布信息转变为光强分布信息进而在图像中获取缺陷信息。在磁光成像检测过程中，首先利用外加磁场将待测材料磁化，若不存在缺陷，那么磁力线会在材料内部平滑通过，形成完整磁回路并无漏磁产生，材料上方磁光传感器中的线偏振光偏振角不会改变；若存在缺陷，缺陷产生的漏磁场在磁光传感器中与同向线偏振光相互作用，引起偏振角变化，使得采集的图像中光强不均匀分布，以此得到缺陷信息。

目前的磁光成像检测仪器大多处于实验室研发阶段，市面上鲜有产品出售。并且实验室里磁光成像检测仪器大多是倒三角反射式结构：图像采集设备和检偏器以及光源和起偏器两两分别位于倒三角框架的两侧边，倒三角框架底部放置磁感应光学薄膜(磁光传感器)和耐磨保护层。由于光学器件间位置相互独立，安装中难以保证各器件间不会出现位置偏差，而仪器工作时检测环境引起的振动也可能会使器件松动而出现偏差，这样的偏差使得入射反射光发生偏移，会导致成像结果发生畸变。并且，受到各器件尺寸和独立安装的影响，检测设备的整体尺寸无法进一步缩小。除此之外，大多数时候，检测仪器工作在高压高速环境下，若仪器内部空心，长期在内外压强差较大的环境下工作可能会使仪器结构发生形变，对光学器件造成损伤，缩短仪器使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于实体导光结构的一体化磁光传感模块，用于改善因光学器件位置偏差而引起的成像畸变，降低仪器安装操作难度，并且能有效优化仪器的空间利用率和提高设备在高压环境下的工作稳定性。

为实现上述发明目的，本发明一种基于实体导光结构的一体化磁光传感模块，其特征在于，包括：集成了辅助光学器件、磁感应光学薄膜和耐磨保护层于一体且形如五边形的实体磁光传感模块；

磁光传感模块的底面贴近被测试件，被测试件在磁化场的磁化下其缺陷处会产生漏磁场；当光源产生的光束垂直入射到镶嵌有辅助光学器件的起偏器的一面，透过起偏器产生单一方向线偏振光，线偏振光在磁光传感模块内传播，并沿传播方向入射至磁感应光学薄膜，在漏磁场作用下，线偏振光的光学特性发生改变，改变偏振方向的偏振光再由耐磨保护层反射，从而将大部分光束从另一侧镶嵌有辅助光学器件的检偏器处射出，最终由图像采集设备采集并显示检测结果。