CN110672047B - 高温金属材料厚度的激光超声测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温金属材料厚度的激光超声测量方法，基于激光超声技术，通过对纵波脉冲信号在样品内传播时间的高精度探测，从室温到480℃的温度范围内实现了多块样品的厚度测量。在某一温度下，首先使用脉冲激光线源辐照于样品表面激发超声并实现扫查，使用基于多普勒频移的激光干涉测振仪探测多模态超声波传至探测点的位移。综合考虑扫查激发点‑探测点之间距离、超声纵波渡越时间等参数，拟合得到样品厚度。多温度下、不同厚度的多样品测量结果显示，这一方法可实现误差小于1.5％的高精度厚度测量，且这一方法不依赖于超声纵波在样品中传播速度的测量，不需要考虑声速测量误差和材料温度升高时引起的声速改变对测厚结果的影响。

Description

高温金属材料厚度的激光超声测量方法

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，具体涉及一种高温金属材料厚度的激光超声测量方法。

背景技术

承压特种设备(锅炉、压力容器、压力管道)一般工作在高温、高压的苛劣工况条件下，往往加之腐蚀、易燃/爆、有毒的介质，极可能在工作条件下产生缺陷，导致设备失效，甚至灾难发生。腐蚀减薄，是承压特种设备常见失效方式之一，设备壁厚测量是保障承压特种设备安全和评价设备寿命的重要手段。目前一般采用定期停车检验检测来保障设备的使用安全。因此，对高温环境下工件厚度监测一直是无损检测研究中的重点内容之一，寻找一种能完成高温下工件厚度高精度测量的无损检测方法，是现代无损检测领域不可避免的问题。

目前主流的无损检测手段，如超声、电位、射线、涡流等，以及红外、声发射、机器视觉等技术均可对室温下工件的厚度进行无损检测。这些方法中，超声无损检测方法具有不破坏构件完整性、可在役检测等优点，被认为是能够彻底解决在役厚度检测评价问题的检测手段，也是被研究最多的方法。若在材料中传播的声速已知，则可通过测量超声脉冲的飞行时间，获得材料厚度等几何尺寸。但使用传统超声换能器进行检测多需使用耦合剂，属于接触式检测，这一特性也限制了超声技术在承压容器所处的高温以及其他高危状态(如高压、高空、高辐射等)下的应用。

近些年来，使用激光作为激发和探测超声进行无损检测的方法，越来越受到人们的重视。利用激光束与被检测物体表面相互作用，通过热弹机制在材料中产生宽频带的超声波，与传统超声相比，具有如下的特点：

(1)当激发超声的能量被限制在热弹激发的范围内时，不会损伤测试样品的表面，是真正的无损检测；

(2)可实现完全非接触式的激发和探测，这使得在各种恶劣环境中作业成为了可能；

(3)激光激发的超声具有多模式激发的特点，可以同时在样品中激发出纵波、横波、表面波以及在板材中激发出Lamb波等模式的超声波；

(4)激光激发的超声还具有宽频带的特点，可以根据需要选择窄带探测或者宽带探测；

(5)测量准确度和分辨能力很高；

(6)激发/探测灵活，不易受材料形状的限制，可实现复杂形状试件的检测和大范围的扫查；

(7)与光纤技术结合，更可将超声的激发光/探测光集成于一个系统之内。

目前，激光超声技术已被广泛应用于材料性质表征与缺陷检测两大领域。激光超声技术用于体材料测厚的实验室研究最早报道于1976年。Bondarenko^[37]等人在厚度约为1mm钢板样品同侧激发和探测超声波，测得一系列超声脉冲回波的时间间隔，在已知超声声速的情况下，计算出了钢板的厚度。Tam等人^[38]利用脉宽为0.5ns的氮分子激光在厚度为十几到上百微米的钢箔样品中激发超声，并对样品厚度进行了检测。

以上研究均需要在已知材料声速的条件下测量，但是测量声速时存在误差，且在高温环境下材料温度升高会引起声速改变，基于这两方面因素导致现有的激光超声技术测量高温金属厚度精度的降低。

发明内容

本发明的目的在于提出一种高温金属材料厚度的激光超声测量方法，解决现有技术中测量高温金属精度低的技术问题。

为了实现以上目的，本发明采取的具体技术方案是：

高温金属材料厚度的激光超声测量方法，包括如下步骤:

步骤一、搭建高温激光超声测厚实验装置：包括激光器、电控平移台、安装在电控平移台上的反射镜和柱面透镜、激光测振仪、示波器和计算机；

激光器发出激发光，经反射镜反射后被柱面镜聚焦形成线形光斑，然后入射在位于加热炉中的样品表面，激发样品表面产生超声纵波，超声纵波在样品内传播，并经样品内部底面反射后传播至样品上表面，激光测振仪探测到超声纵波信号后，传送给示波器和计算机；激发光入射样品表面的点记为激发点，超声纵波射出样品表面的点记为探测点，激发点和探测点位于样品同一侧；

步骤二、在计算机控制下，电控平移台搭载反射镜和柱面透镜以固定步长l进行脉冲式直线运动，逐渐向探测点靠近，即移动激发点，以扫查的方式测量样品厚度；

每移动一个固定步长l，激光测振仪能够测得相应激发点和探测点之间的距离x_i，以及超声纵波在样品中传播的时间t_i；则电控平移台搭载反射镜和柱面透镜移动n个固定步长后，计算机记录了两组数据，分别为(x₀,x₁,x₂,.......,x_i,.......x_n)，(t₀,t₁,t₂,.......,t_i,.......t_n)，其中n为自然数；

设定超声纵波在样品中传播的路程记为2s_i，样品的厚度记为d，超声纵波在样品中传播速度为v_l，样品厚度均匀，且上、下表面均较平滑；则各物理量之间存在以下关系：

2s_i＝v_l·t_i (1)

根据公式(1)(2)于是有:

x_i ²＝v_l ²·t_i ²-4d² (3)

其中，i为自然数，i∈[0,n]；

步骤三、计算得出高温样品的厚度：

对步骤二中测得的两组数据，以x作为纵坐标，以t为横坐标，建立直角坐标系，对n个坐标值(t_i,x_i)做线性拟合；

由式(3)可得，所得直线的斜率即为体纵波波速的平方v_l ²，-4d²为截距，即可计算出超声纵波在样品中传播速度v_l和样品的实际厚度d。

本发明的该测量方法，基于激光超声技术，通过对纵波脉冲信号在样品内传播时间的高精度探测，在室温到480℃的温度范围内实现了多块样品的厚度测量。在某一温度下，首先使用脉冲激光线源辐照于样品表面激发超声并实现扫查，使用基于多普勒频移的激光干涉测振系统探测多模态超声波传至探测点的位移。综合考虑扫查激发点-探测点之间距离、超声纵波渡越时间等参数，拟合得到样品厚度。多温度下、不同厚度的多样品测量结果显示，这一方法可实现误差小于1.5％(样品厚度>10mm)的高精度厚度测量。

本发明所述厚度测量方法与传统脉冲回波法的区别在于，这一方法不依赖于超声纵波在样品中传播速度的测量，因此不需要考虑声速测量误差和材料温度升高时引起的声速改变两方面因素对于测厚结果的影响。在拟合直线方程时，声速v_l以及厚度d这两个参数是同时获得的，并非先求得v_l再根据v_l求得d，因此有“不依赖于超声纵波声速测量”这一结论。换句话说，虽然我们获得了纵波声速的数据，但我们并不关心这一数据的具体数值，直接看拟合得到的厚度信息即可。

本发明所述厚度测量方法为高温下材料厚度的非接触高精度测量提供新的解决方案和理论支持。

进一步优化，所述激发光入射在样品表面激发出的超声波包括：超声纵波、表面波和掠面纵波；

激光测振仪每次探测超声波信号后，首先提取经样品底面反射的超声纵波信号，通过互相关算法可获得超声纵波到达探测点的时间t_i；

所述互相关算法如下：取激发点与探测点间距离x_i＝0.5mm时，获取的超声纵波信号作为参考信号r(t)；x_i为其他值时，获取的超声纵波信号记为s(t)；对参考信号r(t)和s(t)进行归一化相关运算，其相关系数为：

式中，τ表示s(t)相对于参考信号r(t)的时间延迟；

根据上式(4)，对于任意连续的两个超声波信号，相关系数B(τ)在0到1之间发生相应的变化，由此计算出时间t_i。

采用互相关算法计算出声纵波到达探测点的时间t_i，误差小，进一步提高了样品厚度d测量的精度。

进一步优化，若不考虑由于人为操作不当引起的粗大误差，则样品的测厚误差主要由系统误差δd和随机误差两部分构成；

由于样品厚度

则系统误差δd可由式(5)表示，主要来源于超声纵波到达探测点的时间测量误差δ(Δt)和光源移动距离误差δ(x)，可得：

其中，δ(x)为电控平移台指标参数，δ(Δt)为示波器采样间隔，均为已知参数，结合激发点的扫查路径和超声纵波信号到达探测点的时间，计算得到系统误差δd，同时通过对比可以得出测厚误差的主要来源为系统误差，随机误差可以忽略。

进一步优化，所述激光测振仪的激光传感探头前设置有便于收集探测光束的凸透镜，提高了探测的信噪比，从而提高探测质量。

进一步优化，所述激发光入射在样品表面，形成的线形光斑长度为8mm，宽度为0.1mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的该测量方法，基于激光超声技术，通过对纵波脉冲信号在样品内传播时间的高精度探测，在室温到480℃的温度范围内实现了多块样品的厚度测量，实现误差小于1.5％ (样品厚度>10mm)的高精度厚度测量。

2、本发明所述厚度测量方法与传统脉冲回波法的区别在于，这一方法不依赖于超声纵波在样品中传播速度的测量，因此不需要考虑声速测量误差和材料温度升高时引起的声速改变两方面因素对于测厚结果的影响。

3、本发明所述厚度测量方法为高温下材料厚度的非接触高精度测量提供新的解决方案和理论支持。

附图说明

图1为本发明所述激光超声脉冲回波法测厚原理图；

其中，(a)为对心激发、探测测厚原理图；(b)为同点激发、探测测厚原理图。

图2为本发明所述扫描激光源法测厚的检测原理示意图。

图3为高温下固体材料厚度的激光超声检测系统示意图。

图4为10mm样品于280℃环境中加热30分钟后温度分布的数值模拟结果：

其中，(a)样品A面温度分布的数值模拟结果示意图；(b)样品B面温度分布的数值模拟结果示意图。

图5为室温下d₃＝24mm样品上获得的B扫图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

1、测量原理：

高温金属材料厚度的激光超声测量方法，包括如下步骤:

步骤一、搭建高温激光超声测厚实验装置：包括激光器、电控平移台3、安装在电控平移台上的反射镜4和柱面透镜5、激光测振仪9、示波器10和计算机11；

激光器发出激发光，经反射镜反射后被柱面镜聚焦形成线形光斑，然后入射在位于加热炉 2中的样品1表面，激发样品表面产生超声纵波，超声纵波在样品内传播，并经样品内部底面反射后传播至样品上表面，激光测振仪9探测到超声纵波信号后，传送给示波器10和计算机 11；激发光入射样品表面的点记为激发点，超声纵波射出样品表面的点记为探测点，激发点和探测点位于样品同一侧；

步骤二、在计算机控制下，电控平移台3搭载反射镜和柱面透镜以固定步长l进行脉冲式直线运动，逐渐向探测点靠近，即移动激发点，以扫查的方式测量样品厚度；

每移动一个固定步长l，激光测振仪能够测得相应激发点和探测点之间的距离x_i，以及超声纵波在样品中传播的时间t_i；则电控平移台搭载反射镜和柱面透镜移动n个固定步长后，计算机记录了两组数据，分别为(x₀,x₁,x₂,.......,x_i,.......x_n)，(t₀,t₁,t₂,.......,t_i,.......t_n)，其中n为自然数；

设定超声纵波在样品中传播的路程记为2s_i，样品的厚度记为d，超声纵波在样品中传播速度为v_l，样品厚度均匀，且上、下表面均较平滑；则各物理量之间存在以下关系：

2s_i＝v_l·t_i (1)

根据公式(1)(2)于是有:

x_i ²＝v_l ²·t_i ²-4d² (3)

其中，i为自然数，i∈[0,n]；

步骤三、计算得出高温样品的厚度：

对步骤二中测得的两组数据，以x作为纵坐标，以t为横坐标，建立直角坐标系，对n个坐标值(t_i,x_i)做线性拟合；

由式(3)可得，所得直线的斜率即为体纵波波速的平方v_l ²，-4d²为截距，即可计算出超声纵波在样品中传播速度v_l和样品的实际厚度d。

脉冲回波法是常用的激光超声测厚技术之一，如图1所示，将激发光源和探测光源对心或重合放置，通过测量直接入射/多次反射的体纵波信号到达时间t_i，结合超声纵波传播速度声速v_l，可获得材料厚度d＝v_l·t_i。如图1(a)所示，当对心激发、探测时，直接入射的超声纵波信号和第一个回波信噪比较高，而且还可避免激发光辐照引起的热膨胀对探测结果的影响，理论上更适用于本发明的实验。但由于本发明中所测样品1放置于加热炉中，无法实现对心激发、探测，且激发光产生的微弱熔蚀会导致材料表面反射探测光的质量变差，从而影响超声信号的探测，因此也无法采用如图1(b)所示同点激发、探测方法测量本发明中高温样品的厚度。针对这一问题，本发明采用将激发线光源和探测点光源同时辐照于样品同一表面，即激发点和探测点位于样品的同一侧。

2、实验装置、实验样品及实验步骤：

如图3所示，在本实施例中，激发光由一台波长为1064nm，时域脉宽10ns的Nd:YAG激光器提供。激发光经放置在电控平移台1上的反射镜4反射，并被柱面镜5聚焦形成线形光斑入射在样品1表面，线形光斑长度为8mm，宽度为0.1mm。激发光辐照样品表面能量控制在能够引起样品1表面微弱熔蚀的范围内，以获取信噪比较高的体纵波信号。电控平移台3的型号为北光世纪MTS112。本实施例中采用POLYTEC，OFV-5000和OFV-5050探头型号的激光测振仪9，检测带宽0.03MHz～24MHz，实验中，633nm的探测激光束由OFV-5050激光传感探头发射并经系统自聚焦成微小光点辐照于样品表面，反射光经反射镜7返回传感探头。测振系统通过样品表面位移的微小变化所产生的探测激光多普勒效应来探测超声信号，随后将探测结果输入数字示波器10和计算机11进行显示和存储，示波器的型号为RIGOL DS4024。为了提高探测的信噪比，又在激光传感探头前增置了一个凸透镜6以增加对探测光束的收集，从而提高探测质量。实验使用一个自制的信号触发器接收激发光的一部分散射光，产生脉冲电信号触发示波器记录数据。

本实施例中使用的样品为三块半径r＝50mm的20号合金钢圆柱块，上下表面光滑，厚度分别为d₁＝10mm，d₂＝18mm和d₃＝24mm。实验时将样品放置在加热炉内深处，分别在室温、280℃、380℃和480℃进行扫描激发光源测量厚度。

所述激发光入射在样品表面激发出的超声波包括：超声纵波、表面波和掠面纵波。激光测振仪每次探测超声波信号后，首先提取经样品底面反射的超声纵波信号，通过互相关算法可获得超声纵波到达探测点的时间t_i；

所述互相关算法如下：取激发点与探测点间距离x_i＝0.5mm时，获取的超声纵波信号作为参考信号r(t)；x_i为其他值时，获取的超声纵波信号记为s(t)；对参考信号r(t)和s(t)进行归一化相关运算，其相关系数为：

式中，τ表示s(t)相对于参考信号r(t)的时间延迟；

根据上式(4)，对于任意连续的两个超声波信号，相关系数B(τ)在0到1之间发生相应的变化，当相关系数到达最大值时，即信号s(t)与参考信号r(t)最相似，比如B(τ)＝1时，则s(t)与 r(t)完全相同。此时，B(τ)为最大值时的取值τ即为两个波形的时间延迟。

由于加热炉门不透光，为了便于测量，实验时炉门需敞开。为了研究与外界的热交换对样品加热的影响，本发明使用

对在加热炉中加热30分钟后的钢合金材料的温度进行有限元数值模拟，结果如图4所示。样品模型厚度为d_T＝10mm，半径r_T＝50mm，材料为20号合金钢。样品内侧(靠加热炉内壁面，图中A面)温度设置为280℃(553.15K)，外侧(靠近炉口面，图中B面)温度设置为50℃(323.15K)，经过30分钟后，样品中的温度分布如图4所示。结果表明，虽在加热30分钟后，样品两表面温度存在约4K的差别，但此微小的差别对声速的影响可以忽略不计，可以认为样品内的声速是一致的。

3、测量结果及其分析：

3.1)实验结果：

使用上述实验装置，首先在室温、280℃、380℃和480℃下，分别在三块圆柱样品上固定探测点，以l＝0.1mm的步长移动激发光源实现扫查，得到一系列B扫结果。图4(b)给出了室温下d₃＝24mm样品上获得的B扫结果，其他温度下、不同厚度样品检测结果均与图4类似。图5中横轴为激发光源扫查的距离(单位为毫米)，纵轴为时间(单位为微秒)，颜色代表所探测对应位移的电压信号幅值大小(单位为伏)。图中自下而上的三条直/曲线分别为由激发点直接入射到探测点的掠面纵波、声表面波，以及由样品底面反射的超声纵波，图中右上角的红色区域为噪声信号。

利用经材料底面反射传播至上表面的纵波信号到达时间t_i，结合激发点与检测点距离x_i，即可拟合得到不同温度下各样品的厚度d，如表1所示。

表1.不同温度下测得样品厚度(单位mm)

3.2)、误差分析：

若不考虑由于人为操作不当引起的粗大误差，则表1中样品的测厚误差主要由系统误差δd和随机误差两部分构成。

由于样品厚度

则系统误差δd可由式(5)表示，主要来源于超声纵波到达探测点的时间测量误差δ(Δt)和光源移动距离误差δ(x)，可得：

其中δ(x)＝1.3×10^-6m为电控平移台指标参数，δ(Δt)＝10ns为示波器采样间隔，结合扫查路径和信号到达时间，计算得到δd≈140μm。当样品厚度 d＝10mm时，由系统误差引起的相对误差为约为1.4％，且这一值随着样品厚度的增大而减小。从表1还可以看出，测厚误差的主要来源为系统误差，随机误差可以忽略。

此外，材料温度升高，不仅会引起材料弹性性质的变化从而改变声速，还会由于热膨胀从而改变材料的厚度。这两种变化因素均可能导致声脉冲到达时间产生变化从而影响测厚结果，但由前者可能在测量中引入误差，而后者是测量中关心的被测量有意义的变化。下面对这两个变化因素分别进行分析。

由于

其中材料的杨氏模量E和密度ρ均会随温度变化，因此v_L也会随温度变化。已有研究表明，材料内纵波速度会随着温度的升高而变慢。但在本发明中，由(1)、(2)和(3)可以得出：

4x_i ²＝s_i ²-16d² (6)

即样品厚度求解方法只与激发点-探测点间距离、超声纵波传播路程有关，而不依赖于超声纵波声速的测量。

分析由于热膨胀引起的材料厚度改变。为了便于分析，假设20号合金钢的线性热膨胀系数在0～600℃范围内保持α＝11.5×10^-6/K。那么温度升高ΔT，样品厚度的变化率Δd/d可根据公式Δd/d＝α·ΔT计算得到，其中d为室温下样品厚度。由此算出280℃、380℃和480℃时样品厚度变化率分别为约为0.32％，0.44％和0.55％。

但是结合上述给出的实验装置测量误差可以发现，最厚样品(d₃＝24mm) 在480℃时由于热膨胀引起的厚度变化约为132μm<δd。观察表1结果，当温度为380℃和480℃时，厚度为d₃＝24mm样品的检测结果与真实值有一定偏差，这可能来源于热膨胀对于厚度真值的影响。

综上，针对高温环境下材料厚度测量的问题，本发明使用激光超声技术，通过对超声纵波脉冲信号在待测样品内渡越时间的高精度探测，结合激发-探测之间的距离，在室温到480℃的温度范围内实现了多块20号合金钢样品的厚度测量。在多温度下的不同厚度样品上重复测量结果表明，这一方法的测厚相对误差小于1.5％。此外，使用基于纵波脉冲渡越时间的厚度测量结果受到材料温度升高时引起的声速及厚度改变等多种因素影响，而材料温度升高引起的声速变化则不会影响测厚结果。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.高温金属材料厚度的激光超声测量方法，其特征在于，包括如下步骤:

步骤一、搭建高温激光超声测厚实验装置：包括激光器、电控平移台、安装在电控平移台上的反射镜和柱面透镜、激光测振仪、示波器和计算机；

激光器发出激发光，经反射镜反射后被柱面镜聚焦形成线形光斑，然后入射在位于加热炉中的样品表面，激发样品表面产生超声纵波，超声纵波在样品内传播，并经样品内部底面反射后传播至样品上表面，激光测振仪探测到超声纵波信号后，传送给示波器和计算机；激发光入射样品表面的点记为激发点，超声纵波射出样品表面的点记为探测点，激发点和探测点位于样品同一侧；

步骤二、在计算机控制下，电控平移台搭载反射镜和柱面透镜以固定步长l进行脉冲式直线运动，逐渐向探测点靠近，即移动激发点，以扫查的方式测量样品厚度；

每移动一个固定步长l，激光测振仪能够测得相应激发点和探测点之间的距离x_i，以及超声纵波在样品中传播的时间t_i；则电控平移台搭载反射镜和柱面透镜移动n个固定步长后，计算机记录了两组数据，分别为(x₀,x₁,x₂,.......,x_i,.......x_n)，(t₀,t₁,t₂,.......,t_i,.......t_n)，其中n为自然数；

设定超声纵波在样品中传播的路程为2s_i，样品的厚度为d，超声纵波在样品中传播速度为v_l，样品厚度均匀，且上、下表面均较平滑；则各物理量之间存在以下关系：

2s_i＝v_l·t_i (1)

根据公式(1)(2)于是有:

x_i ²＝v_l ²·t_i ²-4d² (3)

其中，i为自然数，i∈[0,n]；

步骤三、计算得出高温样品的厚度：

对步骤二中测得的两组数据，以x作为纵坐标，以t为横坐标，建立直角坐标系，对n个坐标值(t_i,x_i)做线性拟合；

由式(3)可得，所得直线的斜率即为体纵波波速的平方v_l ²，-4d²为截距，即可计算出超声纵波在样品中传播速度v_l和样品的实际厚度d；

若不考虑由于人为操作不当引起的粗大误差，则样品的测厚误差主要由系统误差δd和随机误差两部分构成；

由于样品厚度

则系统误差δd可由式(5)表示，主要来源于超声纵波到达探测点的时间测量误差δ(Δt)和光源移动距离误差δ(x)，可得：

其中，δ(x)为电控平移台指标参数，δ(Δt)为示波器采样间隔，均为已知参数，结合激发点的扫查路径和超声纵波信号到达探测点的时间，计算得到系统误差δd，同时通过对比可以得出测厚误差的主要来源为系统误差，随机误差可以忽略；

所述激发光入射在样品表面激发出的超声波包括：超声纵波、表面波和掠面纵波；

激光测振仪每次探测超声波信号后，首先提取经样品底面反射的超声纵波信号，通过互相关算法可获得超声纵波到达探测点的时间t_i；

所述互相关算法如下：取激发点与探测点间距离xi＝0.5mm时，获取的超声纵波信号作为参考信号r(t)；x_i为其他值时，获取的超声纵波信号记为s(t)；对参考信号r(t)和s(t)进行归一化相关运算，其相关系数为：

式中，τ表示s(t)相对于参考信号r(t)的时间延迟；

根据上式(4)，对于任意连续的两个超声波信号，相关系数B(τ)在0到1之间发生相应的变化，由此计算出时间t_i。

2.根据权利要求1所述的高温金属材料厚度的激光超声测量方法，其特征在于，所述激光测振仪的激光传感探头前设置有便于收集探测光束的凸透镜。

3.根据权利要求1或2所述的高温金属材料厚度的激光超声测量方法，其特征在于，所述激发光入射在样品表面，形成的线形光斑长度为8mm，宽度为0.1mm。

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