[发明专利]一种参量阵声波与激光散斑检测系统及其方法

说明书

本发明公开了一种参量阵声波与激光散斑检测系统及其方法，包括用于在被测物体上形成光斑的激光光源、用于输出扫频信号的控制主机、用于将扫频信号转化成超声波调制信号并将超声波调制信号发射到空气中还原发声后与被测物体发生共振的参量阵模块、用于拍摄被测物体上的光斑图像的相机，控制主机分别与参量阵模块、相机连接。本发明可对大部分物体（不限类型和表面）进行非接触式无损检测，检测物体表面以下的物体、损伤等；具有系统简单、准确性高、检测效率高、便携、适用性广等优点，在工业、农业、建筑业等行业中均有应用场景，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，尤其是涉及一种参量阵声波与激光散斑检测系统及其方法。

背景技术

无损检测Nondestructive Testing，NDT是一门涉及多学科的综合性应用技术，它以不损害被检测对象的使用性能为前提，应用多种物理原理和化学现象，对各种工程材料、零部件、结构件进行有效地检验和测试，借以评价它们的连续性、完整性、安全可靠性及某些物理性能。无损检测技术是现代工业发展必不可少的有效工具，在一定程度上反应了一个国家的工业发展水平，其重要性已得到世界范围内广泛公认。

作为五大常规无损检测方法之一的超声检测技术UT，目前已被广泛地应用于现代工业领域和高科技产业之中，诸如材料工业、机械工业、石油化工、水文地质和宇航、能源等领域，并在金属探伤、距离测量、厚度测量、海洋探查与开发、无损检测与评价、医学诊断等领域发挥着不可取代的作用。超声波的波长比一般声波短，具有较好的方向性，且能穿透透明和不透明的物质。与其它常规检测技术相比，超声检测技术具有检测范围广，检测深度大；缺陷定位准确，灵敏度高；成本低，使用方便；速度快，对人体无害以及便于现场使用等特点。因此超声检测技术UT在五大常规检测技术中占据重要的地位，是国内外应用最广泛、使用频率最高，且发展较快的一种无损检测技术。

现有的超声无损探物技术，用压电晶体的逆压电效应，使超声波换能器发射超声波，并用耦合剂涂在被测物体表面，再利用正压电效应，让接收的换能器接收超声波回波。当被测物体表面内部有异常时，回波会出现异常，以此判断该区域有异常。

同时在专利号为CN201710705050.3的一种建筑钢结构超声检测装置中，公开了激光与超声结合检测的技术，但是该技术存在以下技术缺陷：一是由于超声波在空气中传输损耗大，可用距离短；二是与超声波通过空气可以发生有效共振并被检测出来的材料较少；三是现有的超声检测速度慢，效率低；四是现有的超声检测仅应用于平面物体，对于非平面物体效果不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种参量阵声波与激光散斑检测系统及其方法，本发明可对大部分物体（不限类型和表面）进行非接触式无损检测，检测物体表面以下的物体、损伤等；具有系统简单、准确性高、检测效率高、便携、适用性广等优点，在工业、农业、建筑业等行业中均有应用场景，应用前景广阔。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种参量阵声波与激光散斑检测系统，包括用于在被测物体上形成光斑的激光光源、用于输出扫频信号的控制主机、用于将扫频信号转化成超声波调制信号并将超声波调制信号发射到空气中还原发声后与被测物体发生共振的参量阵模块、用于拍摄被测物体上的光斑图像的相机，控制主机分别与参量阵模块、相机连接。

作为优选，参量阵模块包括用于接收扫频信号并将扫频信号和产生的超声波信号调制成超声波调制信号的参量阵主机、用于发射超声波调制信号到空气中还原发声后定向发射向被测物体的参量阵发声单元，参量阵主机分别与控制主机、参量阵发声单元连接。参量阵发声单元将超声波调制信号发射到空气中还原发声后，声音定向发射向被测物体，声音传播到被测物体上时与被测物体发生共振。

作为优选，激光头部安装有用于将激光束扩大并照射被测物体的透镜。

作为优选，还包括与控制主机连接并用于显示相机拍摄的光斑图像的显示器。