[发明专利]一种材料内部缺陷的全光学激光超声测定方法

权利要求书

1.一种材料内部缺陷的全光学激光超声测定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、测定被测物6内部缺陷在x-y面上的二维位置和尺寸：

使用脉冲激光圆形光源1辐照在被测物6表面激发超声体波，使用激光测振仪14激发出的探测光2在被测物6另一侧的对心处探测超声体波；

用与激光测振仪14相连的示波器13记录激光测振仪14探测到的超声体波的检测波形；

在x-y面上移动被测物6完成二维扫描检测，根据示波器13记录的被测物在x-y面上每个位置处检测波形的峰峰值绘制二维C-Scan图；

依据C-Scan图中代表超声体波幅值的灰度值的差异确定被测物6内部缺陷在x-y面上的二维位置和尺寸；

步骤二、测定被测物6内部缺陷在z方向的深度：

使用脉冲激光线形光源11辐照在被测物6的表面激发超声体波，在被测物6的同一侧使用激光测振仪14激发出的探测光2探测经被测物6底面反射后的超声体波，在此过程中，脉冲激光线光源11的中轴线位于内部缺陷的正上方，探测光2位于脉冲激光线光源11中轴线方向上；

调节脉冲激光线光源11与探测光2的距离，使探测的超声体波的横波幅值最大；

在x方向移动被测物6从而改变脉冲激光线形光源11辐照在被测物6表面的相对位置，实现在x方向一维扫描检测，用与激光测振仪14相连的示波器13记录激光测振仪14探测到的超声体波的检测波形，根据示波器13记录的被测物6在x方向上每个位置处检测波形的峰峰值绘制二维B-Scan图；

根据B-Scan图中代表超声体波被内部缺陷两次遮挡削弱的幅值的灰度值差异确定超声体波幅值被内部缺陷两次削弱时内部缺陷在x方向上所处位置之间的距离，然后根据公式（1）计算内部缺陷的深度位置，

h=H(w-a)/w  （1）

式（1）中，h为内部缺陷的深度位置；a为超声体波幅值被内部缺陷两次大幅削弱时内部缺陷在x方向上所处位置之间的距离；w为脉冲激光线形光11与探测光2的距离，即满足被测物6底面反射的超声体波的横波幅值最大时的线光源11与探测光2的距离；H为被测物厚度。

2.如权利要求1所述的材料内部缺陷的全光学激光超声测定方法，其特征在于，

所述脉冲激光圆形光源1是使用脉冲激光器12发射激光并透过凸透镜9后形成；

所述脉冲激光线形光源11是使用脉冲激光器12激发短脉冲激光并透过柱面凸透镜8聚焦后形成的线形光斑。

3.如权利要求1所述的材料内部缺陷的全光学激光超声测定方法，其特征在于，激光器12产生触发信号10并输出给示波器13以控制示波器13工作。

4.如权利要求1所述的材料内部缺陷的全光学激光超声测定方法，其特征在于，将被测物6固定在步进电机7上，计算机15控制步进电机7移动，实现被测物6在x-y面上的二维移动，计算机15同时控制示波器13对二维扫描检测数据进行逐点记录保存。

5.如权利要求1所述的材料内部缺陷的全光学激光超声测定方法，其特征在于，步骤一中，在被测物6被脉冲激光圆形光源1辐照的一侧，设置有透明覆盖层，使超声体波在对心方向上传播的能量最大。