[发明专利]一种激光超声无损检测材料织构的方法

摘要

本发明属于无损检测领域，涉及一种激光超声无损检测材料织构的方法。本方法的步骤如下：测量；成像；修正；二次成像；本发明提出了一种利用激光超声非接触无损快速检测材料织构的方法，有利于对材料微观织构进行无损检测，本发明利用激光激励的超声表面波速度的变化测量晶粒取向分布图以反映材料织构，样品直接安放在试验台上，样品检测区域仅受试验台运动范围的限制，检测区域灵活，可检测范围大，第二，本发明采用的激光光斑可调节，使得单次测量范围可变，相应地，测量空间分辨率可调，在对于空间分辨率要求较低的情况下，可以获得很高的检测效率，第三，样品表面磨光即可，不需要抛光，对样品要求低，特别适用于大范围扫查。

主权项

1.一种激光超声无损检测材料织构的方法，其特征在于：该方法的步骤是：(1)测量1.1样品要求及安放将待测样品的待测平面磨光，将待测样品安放在二维移动工作台上，保证待测平面与二维移动工作台台面平行；1.2调整光路按照波长为a的脉冲激光器、直径为b的光圈、间距为c的光栅、直径为d的透镜及能透过波长为a的光同时能90°反射波长为e的光的双色镜的顺序组成激励设备，波长为e的连续激光器、直径为f的光圈、偏振分光器、四分之一玻片及激光干涉仪组成接收设备，将激励设备和接收设备同时安装在与所述二维移动工作台垂直的设备安装平台上，将波长为a的脉冲激光器发出的波长为a的脉冲激光依次通过直径为b的光圈、间距为c的光栅、直径为d的透镜、能透过波长为a的光同时能90°反射波长为e的光的双色镜，使该脉冲激光垂直照射到待测样品的待测平面，在待测平面上形成多条间距为λ的平行的条形光斑，这些间距为λ的平行的条形光斑称为激励花样，将波长为e的连续激光器发出的波长为e的连续激光先后通过直径为f的光圈、偏振分光器、四分之一玻片，使得波长为e的连续激光照射在双色镜上波长为a的脉冲激光边缘，经双色镜反射后，波长为e的连续激光照射在待测平面上的光斑称为接收光斑，转动间距为c的光栅，使得激励花样中心与接收光斑的连线垂直于激励花样中条形光斑的长度方向，微调整个光路，使得接收光斑中心与激励花样中最近的一条条形光斑中心的距离为g，经待测平面反射后的波长为e的连续激光称为接收激光，根据光路的可逆性，接收激光先后经过双色镜、四分之一玻片，然后被偏振分光器与波长为e的连续激光分离，调整激光干涉仪的位置，使接收激光进入激光干涉仪中；1.3连接仪器激光干涉仪的输出接口通过同轴电缆与数字示波器的接收接口连接，数字示波器与计算机通过USB接口或LAN接口相连；1.4计算利用计算机对数字示波器的信号进行快速傅里叶变换，获得峰值频率p，表面波声速v＝p×λ；1.5扫查将激励花样和接收光斑同时落在待测样品的待测表面上，待测样品在二维移动工作台的带动下运动，使激励花样和接收光斑遍历整个待测表面，同时记录下接收光斑位置i以及每一位置下的表面波声速vi；(2)成像将各位置的坐标形成一个二维位置矩阵，将各位置的表面波声速vi中最大的值定义为256，最小的值定义为0，中间划分为256级，每一级对应一个灰度值，将灰度值填充到相应的位置矩阵中，绘制出表面波声速分布二维灰度图，进一步利用彩虹色对灰度图进行渲染获得表面波分布二维彩虹图；(3)修正在扫查过的待测样品上取下一块能够满足电子背散射衍射(EBSD)检测要求的试样，该试样的一个面必须是扫查过的待测平面中的一部分，并且该部分上的晶粒个数不少于200个且晶粒取向随机分布，利用电子背散射衍射(EBSD)对这一试样上的待测平面进行晶粒取向扫查，获得该待测平面上各晶粒的取向分布图，建立各晶粒的表面波声速vi与其取向分布图上的颜色的对应关系；(4)二次成像利用各晶粒的表面波声速vi与其取向分布图上的颜色的对应关系对第(2)步的二维位置矩阵上各位置重新设置颜色，获得整个待测平面上各晶粒的取向分布图。