[发明专利]一种材料内部缺陷的激光超声透射时延检测方法

权利要求书

1.一种材料内部缺陷的激光超声透射时延检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.激光器（1）发射出脉冲激光经凸透镜（2）聚焦后形成圆形光源（3）辐照在固定在平移台（13）上的样品（4）的一侧表面，产生超声体波（5），超声体波（5）向样品（4）的内部传播；

b.超声体波（5）与样品（4）中的内部缺陷（6）作用后形成透射体波（7），并传播至样品（4）的另一侧；

c.激光干涉仪（10）的探头（9）发射出连续的探测激光（8），探测激光（8）辐照在样品（4）另一侧表面，探测激光（8）与圆形光源（3）分布在样品（4）两侧的对心位置处，探测激光（8）探测超声体波（5）和透射体波（7）的超声波信号；

d.工控机（11）接收和记录激光器（1）发出的触发信号（14）和激光干涉仪（10）探测得到的超声波信号，同时，工控机（11）控制平移台（13）沿扫查路径（12）进行二维运动，带动样品（4）进行二维扫查检测；

e.选取样品（4）的无缺陷位置处扫查信号中信噪比≥ 24dB的超声体波（5）作为参考波，对扫查路径（12）上所有点探测得到的超声波信号波形进行互相关运算，计算超声波信号波形相关系数和超声波信号波形相关系数最大处的波形时延值；

f.将所有探测点处计算得到超声波信号波形相关系数以及波形时延值绘制成相关系数C扫图和时延C扫图，依据C扫图中的灰度值差异来准确测定内部缺陷（6）的位置和尺寸。

2.根据权利要求1 所述的材料内部缺陷的激光超声透射时延检测方法，其特征在于：步骤a中的圆形光源（3）的直径D范围为1 mm≤ D≤2 mm。

3.根据权利要求1 所述的材料内部缺陷的激光超声透射时延检测方法，其特征在于：步骤a中的样品（4）为金属材料时，在样品（4）被圆形光源（3）辐照的一侧增加非金属覆盖层，非金属覆盖层的厚度h≤2 mm，非金属覆盖层通过耦合剂与样品（4）表面紧密连接；或者，增加圆形光源（3）的能量直至样品（4）表面产生微熔蚀。

4.根据权利要求1 所述的材料内部缺陷的激光超声透射时延检测方法，其特征在于：步骤d中的扫查路径（12）在yz平面上，扫查路径（12）上逐点扫查的步长长度小于等于期望检出的最小缺陷直径的1/2。

5.根据权利要求1 所述的材料内部缺陷的激光超声透射时延检测方法，其特征在于：步骤e中，如果扫查得到超声波信号的信噪比≤16 dB，需先对超声波信号进行时域平滑、带通滤波降噪处理和空域二维中值滤波处理，提高超声波信号的信噪比。

6.根据权利要求1 所述的材料内部缺陷的激光超声透射时延检测方法，其特征在于：在步骤e之前先通过时域窗口截取超声波信号的主要特征波形，然后再进行步骤e的工作。

7.根据权利要求1 所述的材料内部缺陷的激光超声透射时延检测方法，其特征在于：所述的平移台（13）为电控步进平移台。