[发明专利]激光扫描热波层析成像系统与方法

权利要求书

1.一种红外热波层析成像无损检测系统，所述系统包括：

红外热像仪（22），所述红外热像仪（22）用于采集被测物体（28）表面的热波图像；

高功率激光器（21），所述高功率激光器（21）用于对被测物体（28）表面激励热波；

光束整形装置（26），所述光束整形装置（26）使得激光束（27）在被测物体（28）表面形成所需光斑形状；

光束偏转装置（25），所述光束偏转装置（25）用于偏转激光束（27）对被测物体（28）表面进行逐行扫描；

数据处理单元（20），所述数据处理单元（20）用于对所述红外热像仪（22）采集的热波图像进行处理分析；

扫描控制单元（24），所述扫描控制单元（24）控制所述光束偏转装置（25）与红外热像仪（22）保持相同行频，但帧频之间保持一个延迟量。

2.根据权利要求1所述的红外热波层析成像无损检测系统，所述延迟量在每隔至少一帧之间，递增或递减一个小于帧频周期的延迟增量。

3.根据权利要求1所述的红外热波层析成像无损检测系统，所述光束整形装置（26）使激光束（27）在被测物体（28）表面形成至少一个聚焦光点，所述光束偏转装置（25）进行二维扫描。

4.根据权利要求1所述的红外热波层析成像无损检测系统，所述光束整形装置（26）使激光束（27）在被测物体（28）表面形成至少一条线形光斑，所述光束偏转装置（25）进行一维扫描。

5.根据权利要求1所述的红外热波层析成像无损检测系统，进一步包括光学滤波片（23），用于去除到达红外热像仪（22）的激光束（27）的散射光及其它干扰光。

6.根据权利要求1所述的红外热波层析成像无损检测系统，进一步包括对激光束（27）波长敏感的摄像机（32），用于记录被测物体（28）的表面光学特征及热激励光束（27）的光学特征。

7.一种红外热波层析成像无损检测方法，包括以下步骤：

将被测物体安放在激光扫描区域（29）中；

采用激光光束（27）对被测物体（28）进行热激励扫描，所述热激励扫描行频同步于所述红外热像仪（22）的读出行频，所述热激励扫描帧频与所述红外热像仪（22）的读出帧频之间保持一个延迟量；

每隔至少一帧，对所述帧频延迟量递增或递减一个延迟增量；

连续采集热波图像，记录所述每帧图像相对应的帧频延迟量；

根据所采集的热波图像及其相应帧频延迟量，进行热波层析分析。

8.一种红外热波层析成像无损检测方法，包括以下步骤：

将被测物体安放在激光扫描区域（29）中；

采用激光光束（27）对被测物体（28）进行热激励扫描，所述热激励扫描行频同步于所述红外热像仪（22）的读出行频，所述热激励扫描帧频与所述红外热像仪（22）的读出帧频之间保持一个帧频延迟量；

每隔至少一帧，对所述帧频延迟量递增或递减一个延迟增量；

连续采集热波图像，记录所述每帧热波图像相对应的帧频延迟量；

采集激光扫描的光学图像，利用所述光学图像对所采集的热波图像进行强度修正，减少表面光学特征和激光束非均匀性对热波信号的影响；

根据所采集的热波图像及其相应帧频延迟量，进行热波层析分析。