一种快速定位缺陷的激光超声检测方法及其系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于材料无损检测技术领域，涉及激光超声检测技术，特别是涉及一种快速定位缺陷的激光超声检测方法及其系统。
【背景技术】
[0002]激光超声检测是一种利用激光产生和检测超声信号，来实现材料的无损检测的方法。
[0003]目前常用的超声波检测方法，如中国专利申请(201310669619.7) “一种用于无损探伤的超声场非接触可视化方法及装置”，是采取激光束作为激励，在检测材料中激发超声波信号，采用压电换能器或者干涉仪等方法接收信号，这种检测方法基本上是固定对材料区域进行选定下进行扫描检测，虽然能在短时间内对检测区域进行检测，但检测系统后期需要对采集系统中的数据进行大量处理，消耗时间较长，检测效率低；而且难以实现对缺陷的快速检测定位。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术所存在的技术缺陷，本发明所需要解决的技术问题是提供一种快速定位缺陷的激光超声检测方法及其系统，其数据处理量少、检测效率高，可以实现缺陷的快速检测定位。
[0005]本发明解决所述技术问题所采取的一种快速定位缺陷的激光超声检测方法是，首先，将材料所检测区域置于激光器的扫描区域；激光器将脉冲激光束射入振镜扫描系统；振镜扫描系统将射入的脉冲激光反射到被测工件上，其特征在于，还包括以下步骤:
(1)将空气耦合表面波探头放置在激光扫描区域的同一平面，通过表面波探头接收超声信号与试件缺陷作用产生的散射信号；
(2)对扫描区域进行等面积分区，按照选定的扫描路径对所述各分区进行逐点扫描；
(3)通过表面波探头所接收到的散射信号进行数据分析，判断缺陷所在的划分区域；
(4)通过软件分析选定缺陷所在分区，然后通过调整振镜扫描路线对缺陷分区进行逐点扫描；
(5)将表面波探头接收到的表面波信号，通过信号调理电路、采集卡后存储于上位机中，根据互易性定理，得到激光器在检测区域中的超声波传播图像，从而可直接观察动态传播图像对材料中的缺陷检测。
[0006]在所述步骤(2)中，对扫描区域进行的等面积分区数量为四个或四的倍数。
[0007]所述步骤(2)中的逐点扫描间隔是0.5mm-1.5mm。
[0008]本发明解决所述技术问题所采取的一种快速定位缺陷的激光超声检测系统，包括激光器、振镜扫描系统、信号调理电路、数据采集卡、数据处理系统，所述的振镜扫描系统由X、Y方向的旋转小镜构成，其特征在于，还包括放置在激光扫描区域的同一平面、用于接收超声信号与试件缺陷作用产生散射信号的空气耦合表面波探头。
[0009]所述的振镜扫描系统的扫描视角为±25°，最大扫描频率可达3kHz。
[0010]本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果:
I.突破了传统激光超声波无损检测技术对被测材料进行大面积扫描，产生处理海量数据的瓶颈，计算机数据处理量减少60 %。
[0011]2.提高了计算机处理数据的速度，而且大大提高了工业现场检测的效率，最大扫描频率提高到3kHz。
[0012]3.激光束对检测区域进行划分区域，初步对划分区域进行检测后，对缺陷产生散射波进行数据处理分析出缺陷所在区域，重新对检测区域进行小范围成像检测，提高了整个检测系统的检测速度。检测定位速度提高4倍以上。
[0013]4.操作简单、重复性好、而且不依赖于检测人员的技术水平。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的一种快速定位缺陷的激光超声检测系统的工作结构示意图。
[0015]图2是本发明方法的两种方式的区域划分图，分别划分为4分区和8分区。
[0016]图3是本发明系统的实验例2的工作结构示意图。
[0017]其中，I激光器系统，2振镜扫描系统,3扫描区域,4空气稱合表面波探头,5信号调理电路，6数据采集卡，7数据处理系统。
【具体实施方式】
[0018]为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
[0019]本发明的一种快速定位缺陷的激光超声检测方法，首先，将材料所检测区域置于激光器的扫描区域；激光器将脉冲激光束射入振镜扫描系统；振镜扫描系统将射入的脉冲激光反射到被测工件上，其特征在于，还包括以下步骤:
(1)将空气耦合表面波探头放置在激光扫描区域的同一平面，通过表面波探头接收超声信号与试件缺陷作用产生的散射信号；
(2)对扫描区域进行等面积分区，按照选定的扫描路径对所述各分区进行逐点扫描；
(3)通过表面波探头所接收到的散射信号进行数据分析，判断缺陷所在的划分区域；
(4)通过软件分析选定缺陷所在分区，然后通过调整振镜扫描路线对缺陷分区进行逐点扫描；
(5)将表面波探头接收到的表面波信号，通过信号调理电路、采集卡后存储于上位机中，根据互易性定理，得到激光器在检测区域中的超声波传播图像，从而可直接观察动态传播图像对材料中的缺陷检测。
[0020]在所述步骤(2)中，对扫描区域进行的等面积分区数量为四个或四的倍数。优选的单个分区面积为10mmX 100mm。另外，对于被测工件的扫描形状是矩形的区域也可以进行四分区或者八分区划分，其单个分区面积的大小可视实际情况而定。
[0021]所述步骤(2)中的逐点扫描间隔是0.5mm-l.5mm。可以根据实际要求进行选取。
[0022]在实际操作中，可通过分析所在区域调整振镜扫描系统路线。如果对先前划分的区域不是很满意。可以在重新对确定的区域进行4区域划分或者在一开始就可以划分为八区域，并重复后面的步骤。
[0023]通过对最终缺陷位置区域进行小区域扫描，可以快速有效地定位缺陷位置， 本发明的一种快速定位缺陷的激光超声检测系统，包括激光器(I )、振镜扫描系统
(2)、信号调理电路(5)、数据采集卡(6)、