[发明专利]一种元素、缺陷与残余应力同时检测的方法及装置

摘要

本发明公开了一种元素、缺陷与残余应力的多功能激光光声检测方法及装置，属于激光材料检测领域，利用脉冲激光器入射到待测样品表面产生等离子体和超声波，能同时分析样品元素组成、结构缺陷和残余应力。检测系统包括激发单元、光谱探测单元、超声波探测单元以及分析控制单元，数字延时器与计算机相连，高精度3D位移平台与数字延时器相电连接，脉冲激光器发射出的脉冲激光通过光路系统调制聚焦入射至待测样品表面以同时产生等离子体和超声波，超声波探测单元用于对超声波进行探测，光谱探测单元用于对等离子体火焰发射的可见光光谱进行探测。本发明方法和装置能够实现对样品元素组成、缺陷和残余应力的同时检测与分析。

主权项

1.一种同时测量元素、缺陷与残余应力的方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1：采用高能脉冲激光烧蚀靶材表面，形成超声波和等离子体，S2：采集超声波信号和等离子体信号，具体的，通过超声探测器，在宽频域范围内采集超声信号，S3：分析超声波信号中信号头波的幅值大小，能判断探测处是否有缺陷，有缺陷处的信号幅值较低，以此作为探伤的依据，通过计算超声波的传播时间，可以得到声速大小，基于声弹性理论有：物质的应力б大小与声速变化率相关，通过比较测量处的应力声速V_lZ与无应力声速V_lo,可以得到声速变化率，声弹性系数K通过拉伸试样测得，通过测量声速以得到材料的应力，针对等离子体的光辐射信号，采用光谱仪对其进行分光，再通过ICCD对分光后的信号进行光电转换和分析，得到原子诱导击穿光谱图，光谱的波长信息表征物质的元素种类。