[实用新型]一种基于激光喷丸的材料形变检测系统

说明书

本实用新型涉及一种基于激光喷丸的材料形变检测系统，该系统包含样品架，待测样品放置于样品架上，还包括：冲击激光光路、形变探测光路以及光通量探测器；冲击激光光路包括第一激光发射部，第一激光发射部发射冲击激光信号，冲击激光信号传输至待测样品表面；形变探测光路包括第二激光发射部以及空间测量激光片生成单元，第二激光发射部发射形变探测光信号，形变探测光信号传输至空间测量激光片生成单元，空间测量激光片生成单元将形变探测光信号转换为空间测量激光片，空间测量激光片传输经过所述样品架，输入至所述光通量探测器中。该检测系统测量原理简单易操作、成本低廉、实用性强，能够精确测量冲击样品材料的瞬态形变量。

技术领域

本实用新型涉及材料形变检测领域，具体涉及一种基于激光喷丸的材料形变检测系统。

背景技术

激光喷丸技术是一种崭新的材料表面改性工艺，它能获得更高的表层残余压应力和更深的应力影响层，使得材料的强度、耐腐蚀性以及疲劳寿命等力学性能与传统的机械喷丸工艺相比提高2～3倍。通过选择合适的激光喷丸参数(如：激光光斑大小、激光功率密度、激光喷丸次数)来优化残余应力的分布，使得材料的力学性能得到不同程度的改善。

当前，获得零部件表面形变量信息的新方法主要有：基于光的干涉衍射原理的光学检测手法，也有超声检测、核磁共振技术、工业CT扫描等新方法。传统的接触式形变测量方法能较好的实现单点定位，但效率较低，且机械探针需要接触工件表面，会对待成形材料造成一定的损伤；而基于光纤干涉原理的光纤干涉仪检测虽然精度高、速度快，但是干涉仪的安装和调试都比较困难，光纤干涉仪在工业现场由于干扰较多也会导致实用性能大大降低；使用工业CT及核磁共振技术的成本较高，对使用环境要求也苛刻，经济性大大降低。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的首要目的是提供一种测量原理简单、成本低廉、实用性强的基于激光喷丸的材料形变检测系统。基于上述目的，本实用新型至少提供如下技术方案：

一种基于激光喷丸的材料形变检测系统，其包含样品架，待测样品放置于所述样品架上，所述系统还包括：冲击激光光路、形变探测光路以及光通量探测器；所述冲击激光光路包括第一激光发射部，所述第一激光发射部发射冲击激光信号，所述冲击激光信号传输至所述待测样品表面；所述形变探测光路包括第二激光发射部以及空间测量激光片生成单元，所述第二激光发射部发射形变探测光信号，所述形变探测光信号传输至所述空间测量激光片生成单元，所述空间测量激光片生成单元将所述形变探测光信号转换为空间测量激光片，所述空间测量激光片传输经过所述样品架，输入至光通量探测器中。

一种基于激光喷丸的材料形变检测系统，其包含样品架，待测样品放置于所述样品架上，所述系统还包括：冲击激光光路、形变探测光路、光通量探测器以及示波器；所述冲击激光光路包括第一激光发射部、分光单元以及光开关，所述第一激光发射部发射高强激光信号，所述高强激光信号经由所述分光单元分为冲击激光信号以及光开关信号，所述冲击激光信号传输至所述待测样品表面，所述光开关信号传输至所述光开关；所述形变探测光路包括第二激光发射部以及空间测量激光片生成单元，所述第二激光发射部发射形变探测光信号，所述形变探测光信号传输至所述空间测量激光片生成单元，所述空间测量激光片生成单元将所述形变探测光信号转换为空间测量激光片，所述空间测量激光片传输经过所述样品架，输入至光通量探测器中；其中，所述光通量探测器以及所述光开关分别与所述示波器电连接。

进一步的，所述形变探测光路中，所述空间测量激光片生成单元包括光束扩束准直部以及矩形空间可调狭缝，所述第二激光发射部发射的形变探测光信号经由所述光束扩束准直部后传输至所述矩形空间可调狭缝形成所述空间测量激光片。

进一步的，所述冲击激光光路与所述形变探测光路位于同一水平面，且传输经过所述矩形空间可调狭缝的形变探测光信号与所述冲击激光光路垂直。