[发明专利]一种基于剪切散斑干涉的激光超声无损检测设备及方法

说明书

本发明涉及基于剪切散斑干涉的激光超声无损检测设备，包括：分束器件，其布置在激光器的出射端，具有两个出射端；振镜，其布置在分束器件的其中一个出射端；扩束镜，其布置在分束器件的另一个出射端；剪切装置，其用于获取工件表面所产生的漫射光；CCD相机，其布置在剪切装置的出射端；信号处理器，其分别与CCD相机、激光器和振镜电连接。利用剪切散斑术进行位移测量，测量的位移导数即应变，以实现缺陷检测，对应力集中处较敏感，灵敏度高；激光激励和激光干涉用同一个光源，体积重量大幅度减小；采用CCD相机，视场大；剪切装置形成的两个干涉场基本上是共光路的，因此不易受到外界环境振动、空气扰动等因素的干扰，克服了隔振的要求。

技术领域

本发明涉及激光无损检测技术领域，具体涉及一种基于剪切散斑干涉的激光超声无损检测设备及方法。

背景技术

激光超声是一种非接触,高精度,无损伤的新型超声检测技术，它利用激光脉冲在被检测工件中激发超声波,并用激光束探测超声波的传播,从而获取工件信息，比如工件厚度、内部及表面缺陷，材料参数等等。目前使用的激光超声设备包含激光激励和激光干涉接收两个部分，设备体积大，且设备之间存在干扰问题，影响激光超声探伤信号强度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于剪切散斑干涉的激光超声无损检测设备及方法，以克服上述现有技术中的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于剪切散斑干涉的激光超声无损检测设备，包括：

分束器件，其布置在激光器的出射端，具有两个出射端；

振镜，其布置在分束器件的其中一个出射端；

扩束镜，其布置在分束器件的另一个出射端；

剪切装置，其用于获取工件表面所产生的漫射光；

CCD相机，其布置在剪切装置的出射端；

信号处理器，其分别与CCD相机、激光器和振镜电连接。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，还包括光开关，其布置在分束器件的出射端与振镜之间。

进一步，分束器件包括：

分束棱镜，其布置在激光器的出射端，具有两个出射端；

反光镜，其布置在分束棱镜的其中一个出射端；

振镜及扩束镜分别布置在分束棱镜的另一个出射端和反光镜的反射端。

进一步，剪切装置为迈克尔逊剪切装置。

进一步，迈克尔逊剪切装置包括：

分光棱镜，其用以接收工件表面所产生的漫射光；

第一平面镜，其布置在分光棱镜的一侧，且垂直于光轴；

第二平面镜，其布置在分光棱镜的一侧，且相对光轴倾斜；

成像镜头，其布置在分光棱镜的出射端与CCD相机之间。

进一步，扩束镜的倍数为4～10倍。

进一步，激光器采用高能量连续激光器。

进一步，激光器发射波段为532nm、1064nm的脉冲激光。

进一步，激光器所发射脉冲激光的能量密度大于500uJ/cm²。

一种基于剪切散斑干涉的激光超声无损检测方法，包括如下步骤：

S100、激光器发射脉冲激光，并通过分束棱镜分为两束；