[发明专利]多路并行激光超声检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型激光超声检测装置，特别是涉及一种多路并行激光超声检测的系统，属于激光超声检测技术领域。

背景技术

激光超声检测技术是利用激光来激发和检测超声的无损检测技术，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、宽带以及点发射接收等优点。因此它在材料表征、缺陷检测、加工过程监测，以及复杂形貌的工件或高温、高压、腐蚀、辐射等特殊环境下设备的检测或监测中得以应用。

激光超声检测系统包括激光超声激励系统和检测系统。激光超声激励系统通过激光与被测材料直接作用，经过热弹效应或融蚀作用激发出以激光照射点为源的超声波。检测系统有多种方式，从理论上说凡是能检测振动的方法均可用于检测超声波，但受频率响应、分辨率、灵敏度、对被测表面和使用环境要求等的局限，常用的方法有压电换能器(PZT)检测法和光学检测法。压电换能器检测法使用时要用耦合剂，对样品表面也有比较严格的要求。干涉法检测是将试样表面直接用作迈克尔逊干涉仪测量臂中的反射镜，聚焦的激光束照射到试样表面，从表面反射光与由光源分离出的参考光束发生干涉，使光束发生频移，由检测器检测出频移，从而测量试样振动位移。申请号为200780101871.0的激光超声无损检视装置，将激光汇聚到材料上面后，通过折叠行进，来实现对大面积的扫描检测。申请号为US2003/0172736 A1的美国专利，介绍了一种采用光纤结构的激光超声检测系统，该系统将激光超声激励源与激光超生检测信号透镜同轴整合实现检测。

现有的激光超声检测方法为单路激光超声检测技术方案，受到超声激励源和检测光源的能量和重复频率的限制，检测速度有限。按照目前常用的激光超声检测技术方案，每次检测直径10um至100um的范围，每次扫描构成一条检测激光直径宽的线，多次扫描的线紧密排列构成一个面。由于激光扫面速度通常在每秒10mm至100mm，因此检验每平方米的面积通常需要连续工作数天的时间。

发明内容

本发明目的在于解决上述已有技术中出现的问题，提供一种多路并行激光超声检测系统，该系统能够更快速、更全面的从里面检测管道壁表面或者内部的损伤、裂痕。

本发明提供一种激光超声检测系统，包括检测激光光源1，前分光结构2，采集结构3，双折变晶体4，偏振片5，探测器6，二分之一波片7，前偏振分光棱镜8，声光调制器9，后偏振分光棱镜10，后分光结构11，被检测件12，激光超声激励源21，扩束结构22，双向可调光阑23，聚焦镜24。如图1所示。

在所述的技术方案中，所述的检测激光光源1为一个激光光源，可以是连续的激光也可以是高重复频率的脉冲激光；

在所述的技术方案中，所述的前分光结构2为由1至100个反射镜或者1至100个棱镜组成的光学结构，可以将入射的激光分成强度相同的1至100束，并平行出射；

在所述的技术方案中，所述的采集结构3为由1至100个反射镜或者1至100个棱镜组成的光学结构，可以实现对1至100束的入射激光进行同时接收并反射到适当位置；

在所述的技术方案中，所述的双折变晶体4可以是1至100个，用来分别对应每一束采集到的入射激光，也可以1个双折变晶体4通过2路或多至光束数目的激光，实现干涉；

在所述的技术方案中，所述的偏振片5可以是1至100个，用来分别对应每一束采集到的入射激光，也可以是1个偏振片通过2路或多至光束数目的激光，实现偏振滤光的功能；

在所述的技术方案中，所述的探测器6可以是1至100个，用来分别对应每一束采集到的入射激光，也可以是1个探测器6对应2路或多至光束数目的激光，实现采集干涉光场的功能；

在所述的技术方案中，所述的二分之一波片7，用来对入射的激光进行调节，使得最大能量的偏振光透过前偏振分光棱镜8；

在所述的技术方案中，所述的前偏振分光棱镜8，用来对入射的激光进行调节，改变光的偏振方向与前偏振分光棱镜8的滤光方向相同；

在所述的技术方案中，所述的声光调制器9，用来对入射的激光进行调制，改变光的频率；

在所述的技术方案中，所述的后偏振分光棱镜10，用来对入射的激光进行偏振分光，提高光的偏振度；

在所述的技术方案中，所述的后分光结构11为由1至100个反射镜或者1至100个棱镜组成的光学结构，可以将调制后的激光分成强度相同的1至100束，并平行出射；