[实用新型]一种金属内部缺陷的新型超声检测系统

说明书

本实用新型实用新型了一种金属内部缺陷的新型超声检测系统，系统包括环形器通过隔离器与窄线宽激光器连接组成的光纤斐索干涉仪检测系统、光纤调节器、电动精准位移平台、凸透镜、分光镜、空间脉冲激光器、光电探测器、示波器和信号分析识别模块，用脉冲激光在金属表面激发超声，用光纤斐索干涉仪检测系统对超声信号进行非接触式探测，配合电动精准位移平台，驱动待测金属样品进行二维光学扫描检测，获取金属表面的超声信号；再利用信号分析识别模块对探测时域信号进行处理，得到金属内部缺陷位置和尺寸的信息。该系统搭建简单、使用灵活、探测精度高、无损和非接触探测，实现金属内部缺陷的超高精度光声检测，在超声精密检测领域具有重要的应用前景。

技术领域

本实用新型属于激光超声无损检测领域，具体涉及一种金属内部缺陷的新型超声检测系统。

背景技术

激光超声检测技术作为一种新型的超声无损检测手段，主要用于材料表面及内部的缺陷状况检测。该技术利用激光实现超声的激发与检测。与传统的压电超声技术相比，激光超声检测技术具有非接触、频带宽、空间分辨率高等优点，并且能够在高温、高压、腐蚀、辐射等特殊环境下正常工作，具有极强的环境适应性。因此激光超声检测技术在材料表征、缺陷检测、加工过程监测等方面均得到广泛的应用。

现阶段存在的超声检测系统种类繁多，其区别主要在于超声激发设备与超声探测器的不同。对于超声探测器而言，当前常用的设备为PZT压电陶瓷、EMAT电磁超声传感器、激光干涉仪以及多普勒测振仪等。2017年，Chuanyong Wang等人于“Optics LaserTechnology”发表了“Width gauging of surface slot using laser-generatedRayleigh waves”。文中利用脉冲激光激发超声波，并使用激光干涉仪对超声信号进行检测，从而实现铝板表面矩形缺陷宽度与位置信息的定量测量。2017年，Zhong Yunjie等人于“Journal of Nondestructive Evaluation”发表了“Simulation of Laser Ultrasonicsfor Detection of Surface-Connected Rail Defects”，使用激光超声检测系统对铁轨表面的微小裂痕进行了检测。

本申请在激光超声的基础上，结合了光纤传感技术以实现超声信号的识别与测量，该系统在保持高时空分辨率、高信噪比的基础上，有效缩减了设备的购买成本，并且使用灵活、调试方便、精度可达到0.01 mm，对样品表面、内部等多种类型缺陷均可进行有效的检测，在激光超声无损检测领域具有一定的应用潜力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种金属内部缺陷的新型超声检测系统，该系统可以在无损伤的前提下，对金属内部缺陷进行超声扫描检测，并对缺陷位置、横向与纵向尺寸的信息进行超高精度检测。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种金属内部缺陷的新型超声检测系统，包括窄线宽激光器、隔离器、环形器、光纤调节器、电动精准位移平台、凸透镜、分光镜、空间脉冲激光器、光电探测器、示波器和信号分析识别模块，待测金属样品固定在电动精准移动平台上，电动精准移动平台的一侧依次设有凸透镜、分光镜和空间脉冲激光器，空间脉冲激光器射出激光经分光镜分为两部分能量，一部分能量被空间光电探测器接收转为电信号后传输至示波器中作为触发信号，另一部分激光经过凸透镜聚焦于固定在电动精准移动平台上待测金属样品表面，用于激发超声；环形器设在电动精准移动平台的另一侧通过光纤调节器调节固定作为探测头，环形器通过隔离器与窄线宽激光器连接，组成光纤斐索干涉仪检测系统，环形器的输出端还与光电探测器的输入端连接，光电探测器的输出端与示波器的输入端连接，示波器的输出端与信号分析识别模块的输入端连接，探测头将信号传输至光电探测器中，光电探测器输出干涉信号，将干涉信号输入示波器中，示波器输出探测信号，探测信号经过信号分析识别模块的整合处理，得到探测结果。