CN115166049B - 一种基于增材制造的激光超声实时检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种基于增材制造的激光超声实时检测系统及方法，系统包括：激励激光器、激光扫描模块、麦克风阵列、计算机和增材制造模块，通过计算机以坐标参数间隔预设时间分别控制激光扫描模块和增材制造模块，实现边增材制造边进行激光超声检测，以多中心频率且环形均匀分布的麦克风阵列增加超声波接收频段范围，提高灵敏度，根据激光超声信号进行缺陷分析，控制增材制造模块的工作进程，实现了增材制造构件质量的实时监测，及时对构件存在的缺陷进行处理，避免增材制造材料的浪费，保证了增材制造的构件质量。

Description

一种基于增材制造的激光超声实时检测系统及方法

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种基于增材制造的激光超声实时检测系统及方法。

背景技术

3D打印技术又叫增材制造，具有加工周期短，材料利用率高等优点，并且能制造传统工业无法制造的具有复杂空间结构的构件。随着增材制造技术的发展，其应用领域已从一般的原型制造逐渐拓展到航空航天、医疗器械、轨道交通等高端装备制造行业。但在打印过程中可能会出现未熔合、裂纹和气孔等缺陷，这些缺陷的存在限制了增材制造技术的运用。因此，对增材制造过程中产生的缺陷进行实时监测是十分重要的。

目前针对增材制造的无损检测方法有X射线检测、荧光渗透检测和超声检测等。X射线计算机断层成像是一种有效的成像方法，但它结构复杂、昂贵，存在电离辐射，不适用实际生产过程中的现场检测；荧光渗透检测灵敏度高，但只能检测表面开口缺陷，不能对内部缺陷进行检测。超声虽然对界面结合特性高度敏感，但是超声检测存在盲区，难以检测薄层材料且需要耦合剂进行耦合；因此现有技术难以在增材制造过程中对增材制造构件进行实时监测。

发明内容

本申请提供了一种基于增材制造的激光超声实时检测系统方法，解决了现有技术中难以对增材制造的构件进行实时检测的问题。

本申请第一方面提供了一种基于增材制造的激光超声实时检测系统，包括：

激励激光器，与计算机电连接，用于根据计算机设置的激光参数发出激光束；

激光扫描模块，与计算机电连接，用于根据计算机设置的坐标参数，控制激励激光器发出的激光束扫描增材制造构件上的指定区域；

麦克风阵列，与计算机电连接，并用于接收增材制造构件上的激光超声信号；所述麦克风阵列包括多种中心频率的麦克风，每种中心频率的麦克风均为多个，同种中心频率的多个麦克风环绕麦克风阵列中心均匀分布；

计算机，用于根据增材制造的打印参数得到增材制造构件的几何形状，根据几何形状得到激光扫描的坐标参数，并将坐标参数在预设间隔时间前后分别发送给增材制造模块和激光扫描模块，以及对激励激光器设置激光参数；对麦克风阵列接收的激光超声信号进行缺陷分析，并根据缺陷分析结果控制增材制造模块的工作；

增材制造模块，与计算机电连接，用于根据计算机设置的坐标参数控制增材制造模块中的打印激光进行增材制造。

可选的，计算机中，所述对麦克风阵列接收的激光超声信号进行缺陷分析，并根据缺陷分析结果控制增材制造模块的工作具体为：

根据麦克风阵列接收的激光超声信号判断增材制造构件上是否存在缺陷，并识别缺陷类型，若存在缺陷且缺陷类型为不可修复类，则控制增材制造模块重新进行增材制造。

可选的，所述识别缺陷类型之后还包括：

判断缺陷数量与增材制造模块工作时间的比值是否超过故障阈值，若是，则控制增材制造模块停止工作，并对增材制造模块进行故障检修。

可选的，若存在缺陷且缺陷类型为可修复类，则控制增材制造模块停止工作，并对缺陷进行修复。

可选的，所述根据麦克风阵列接收的激光超声信号判断增材制造构件上是否存在缺陷，并识别缺陷类型具体为：

根据激光超声信号的幅值、渡越时间、频率和功率谱判断增材制造构件是否存在缺陷，以及识别缺陷是构件的表面缺陷还是内部缺陷。

可选的，所述预设间隔时间根据增材制造的构件材料设置，材料凝固时间越长，所述预设间隔时间越长。

可选的，基于增材制造的激光超声实时检测系统，还包括：

数据处理器，分别与计算机和麦克风阵列电连接，用于对麦克风阵列采集的信号进行放大、滤波、锁相和采集处理，并传输至计算机。

本申请第二方面提供了一种基于增材制造的激光超声实时检测方法，包括：

根据增材制造的打印参数得到增材制造构件的几何形状，再以几何形状得到激光扫描的坐标参数；

根据坐标参数以增材制造模块中的打印激光进行增材制造；

在预设间隔时间后，通过激励激光器以预设的激光参数发出激光束，并根据坐标参数控制激光扫描模块，使激光束扫描增材制造构件的指定区域；

以麦克风阵列获取增材制造构件上的激光超声信号；所述麦克风阵列包括多种中心频率的麦克风，每种中心频率的麦克风均为多个，同种中心频率的多个麦克风环绕麦克风阵列中心均匀分布；

根据激光超声信号进行缺陷判断，并根据缺陷判断结果控制增材制造模块的工作。

可选的，所述根据激光超声信号进行缺陷判断，并根据缺陷判断结果控制增材制造模块的工作具体为：

根据麦克风阵列接收的激光超声信号判断增材制造构件上是否存在缺陷，并识别缺陷类型，若存在缺陷且缺陷类型为不可修复类，则控制增材制造模块重新进行增材制造。

可选的，所述识别缺陷类型之后还包括：

判断缺陷数量与增材制造模块工作时间的比值是否超过故障阈值，若是，则控制增材制造模块停止工作，并对增材制造模块进行故障检修。

本申请提供的基于增材制造的激光超声实时检测系统，通过计算机以坐标参数间隔预设时间分别控制激光扫描模块和增材制造模块，激励激光跟随打印激光，实现边增材制造边进行激光超声检测，以多中心频率且环形均匀分布的麦克风阵列增加超声波接收频段范围，提高灵敏度，在接收增材制造构件上的激光超声信号后，并对构件进行缺陷分析，控制增材制造模块的工作进程，实现了增材制造构件质量的实时监测，及时对构件存在的缺陷进行处理，避免增材制造材料的浪费，保证了增材制造的构件质量，且相比于压电换能器和光学干涉仪，麦克风具有成本低，体积小，灵敏度高的优点，检测距离可高达几十至几百毫米，易于大规模阵列的工业制备。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请提供的基于增材制造的激光超声实时检测系统的第一个结构示意图；

图2为本申请提供的基于增材制造的激光超声实时检测系统的增材制造控制流程图；

图3为本申请提供的基于增材制造的激光超声实时检测系统的麦克风阵列结构示意图；

图4为本申请提供的基于增材制造的激光超声实时检测系统的第二个结构示意图；

图5为本申请提供的基于增材制造的激光超声实时检测方法的流程示意图。

其中，附图标记为：

10、激励激光器；11、光纤；20、激光扫描模块；30、麦克风阵列；31、麦克风；32、PCB板；40、计算机；50、增材制造模块；60、数据处理器。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请提供了一种基于增材制造的激光超声实时检测系统，解决了现有技术中，难以对增材制造的构件进行实时检测的问题。

请参阅图1，图1为本申请提供的基于增材制造的激光超声实时检测系统的结构示意图。

本实施例第一方面提供了一种基于增材制造的激光超声实时检测系统，包括：

激励激光器10，与计算机40电连接，用于根据计算机40设置的激光参数发出激光束；

需要说明的是，计算机40设置激光参数，控制激励激光器10发出激光的波长频率，且激光束射入激光扫描模块20即可，在物理上激励激光器10与激光扫描模块20可以不连接。

激光扫描模块20，与计算机40电连接，用于根据计算机40设置的坐标参数，控制激励激光器10中的激光束扫描增材制造构件上的指定区域；

需要说明的是，根据坐标参数激光扫描模块20使激光束偏转，使激光束在增材制造构件的指定区域进行激光扫描，并激发激光超声信号。

麦克风阵列30，与计算机40电连接，并用于接收增材制造构件上的激光超声信号；所述麦克风阵列30包括多种中心频率的麦克风，每种中心频率的麦克风均为多个，同种中心频率的多个麦克风环绕麦克风阵列30中心均匀分布；

需要说明的是，麦克风为声学麦克风，在麦克风阵列30中，同一中心频率的多个麦克风环绕麦克风阵列30的中心均匀分布；而在保证同中心频率的均布的同时，不同中心频率的麦克风之间，可以设置成与阵列中心距离相同的单层结构，也可以设置成与阵列中心距离不相同的多层结构。多种中心频率的麦克风能增加对超声波的波段的接收范围，并以同种中心频率麦克风环形均布的设置提高了激光超声信号接收的灵敏度，对信号完整采样。

进一步的，麦克风相比压电换能器和光学干涉仪，具有成本低，体积小，灵敏度高的优点，检测距离可高达几十至几百毫米，易于大规模阵列的工业制备。

计算机40，用于根据增材制造的打印参数得到增材制造构件的几何形状，根据几何形状得到激光扫描的坐标参数，并将坐标参数在预设间隔时间前后分别发送给增材制造模块50和激光扫描模块20，以及对激励激光器10设置激光参数；对麦克风阵列30接收的激光超声信号进行缺陷分析，并根据缺陷分析结果控制增材制造模块50的工作。

需要说明的是，计算机40需要获取增材制造程序中增材制造构件三维切片几何形状，再以该几何形状生成扫描坐标，以该扫描坐标设置激光扫描的坐标参数，同时设置增材制造模块50打印激光器和激光扫描模块20之间开始工作的时间间隔，令激光扫描模块20控制激光束跟随增材制造的激光束，对增材制造完成后的构件区域进行激光超声信号的激励。

进一步的，计算机40根据麦克风阵列30接收的激光超声信号，对增材制造的构件进行实时的缺陷分析，根据分析结果控制增材制造模块50工作，该分析结果时效性强，能实现增材制造的边制造边检测，以及进行实时成像分析，及时对增材制造模块50控制，避免材料浪费，以及有效修复。

增材制造模块50，与计算机40电连接，用于根据计算机40设置的坐标参数控制增材制造模块50中的打印激光进行增材制造；

需要说明的是，增材制造模块50中可以设置有打印激光器发出打印激光，并设置有打印振镜和打印场镜实现打印激光的扫描和聚焦，以此进行增材制造。

在本实施例中，通过计算机40以坐标参数间隔预设时间分别控制激光扫描模块20和增材制造模块50，激励激光跟随打印激光，实现边增材制造边进行激光超声检测，以多中心频率且环形均匀分布的麦克风阵列30增加超声波接收频段范围，提高灵敏度，在接收增材制造构件上的激光超声信号后，并对构件进行缺陷分析，控制增材制造模块50的工作进程，实现了增材制造构件质量的实时监测，及时对构件存在的缺陷进行处理，避免增材制造材料的浪费，保证了增材制造的构件质量。

以上为本申请提供的一种基于增材制造的激光超声实时检测系统的第一个实施例的详细说明，下面为本申请提供的一种基于增材制造的激光超声实时检测系统的第二个实施例的详细说明。

请参阅图2，本实施例提供了一种基于增材制造的激光超声实时检测系统，其中计算机对麦克风阵列接收的激光超声信号进行缺陷分析，并根据缺陷分析结果控制增材制造模块的工作包括：

S1，根据麦克风阵列接收的激光超声信号判断增材制造构件上是否存在缺陷，并识别缺陷类型。

需要说明的是，麦克风阵列根据激光超声信号的幅值、渡越时间、频率和功率谱判断增材制造构件是否存在缺陷，以及识别缺陷是构件的表面缺陷还是内部缺陷；

进一步的，根据待检测样品缺陷处的信号幅值的差异实现对缺陷的准确检测。还可以根据表面信号和底面信号的时间差值，计算出待检测对象的厚度；此外，还可以根据不同缺陷所对应的主频不一样，来检测样品的缺陷类型，以及利用功率谱定位缺陷，判断缺陷处于构件的表面或内部。

S2，若存在缺陷且缺陷类型为不可修复类，则控制增材制造模块重新进行增材制造；若存在缺陷且缺陷类型为可修复类，则控制增材制造模块停止工作，并对缺陷进行修复。

需要说明的是，不可修复类型包括如增材制造后在构件内部存在的空洞之类的，难以在保证构件完好的情况进行修复的缺陷，或者其他修复难度极大的结构上的缺陷，当检测出不可修复类型缺陷后，该增材制造中的构件已难以满足要求，为避免材料浪费，可以选择不再对该构件继续打印，重新进行增材制造，打印新的构件。

而若缺陷为可修复类型，如在构件的表面因凝固而坍缩出的凹陷，可以直接再在缺陷上填充来修复，此时需要先停止增材制造模块的打印进程，避免再对构件的下一层打印时，覆盖了该可修复的缺陷，造成难以修复的情况，然后在修复了该缺陷后，再继续增材制造进程。

S3，判断缺陷数量与增材制造模块工作时间的比值是否超过故障阈值，若是，则控制增材制造模块停止工作，并对增材制造模块进行故障检修。

需要说明的是，可以对缺陷的数量进行统计，并记录增材制造的工作时间，计算出缺陷数量与增材制造模块工作时间的比值，其体现了缺陷出现的频率，当其比值大于预设的故障阈值时，可能存在增材制造模块存在故障或老化偏差的问题，需要及时对其进行修复，避免频繁对增材制造构件修复或者大量报废增材制造构件的情况发生。

本实施例中，通过对激光超声信号进行的缺陷分析，对应不同的分析结果来控制增材制造模块的工作，提高增材制造中的制造效率，减少材料的浪费，并能对增材制造模块的工作状态进行监控，最终实现了增加增材制造构件的质量效果。

以上为本申请提供的一种基于增材制造的激光超声实时检测系统的第二个实施例的详细说明，下面为本申请提供的一种基于增材制造的激光超声实时检测系统的第三个实施例的详细说明。

本实施例中的麦克风具体为声学麦克风。激光超声激发的超声信号为宽频带信号，其没有具体范围，检测人员在使用换能器时，为确保检测分辨率，检测的超声波频率范围常在20-100Mhz，忽略了其他激发的低频段超声信号，也就不会考虑以较低接收频率的声学麦克风来进行信号接收，且在激光超声检测领域发展初期，声学麦克风的灵敏度和响应范围也不足以满足检测需求，检测人员存在对声学麦克风的行业偏见。

请参阅图3，图3为本申请提供的基于增材制造的激光超声实时检测系统的麦克风阵列结构示意图，麦克风阵列由麦克风31和PCB板32组成；本实施例提供了一种基于增材制造的激光超声实时检测系统。

在麦克风阵列中，为了避免空间混叠，发生取样信号被还原成连续信号时产生彼此交叠而失真的现象取样信号被还原成连续信号时产生彼此交叠而失真的现象，相邻麦克风之间的间距需要满足空间采样定理，即：

其中，d为麦克风的间距，λ为麦克风阵列中最高中心频率对应的声波波长。

根据圆的特性，我们采用余弦定理得到间距与半径的关系：

其中，R为环阵的半径，M为麦克风的个数。

将空间采样定理的关系代入后解得：

可以得到麦克风阵列的环形阵列的半径R、麦克风数量M以及麦克风频率对应波长λ的关系。

进一步的，本实施例中，我们选择四种不同中心频率的麦克风，分别为20KHz、30KHz、40KHz和60KHz，每种频率麦克风各8个，共32个，并将各中心频率的麦克风都设置于同一半径的环形阵列上；需要说明的是，中心频率指的是麦克风对于该频率下的超声波更为敏感。

基于前述的计算，为保证麦克风排布满足空间采样定理，我们以麦克风的最大中心频率60KHz计算对应的波长，因为其对应的麦克风矩阵的半径和麦克风间距是最小的；同时，为了便于麦克风的排布安装，我们直接以需要满足的最小间距来均匀设置各中心频率的麦克风，即以60KHz和32个麦克风数量代入上述式中，得到麦克风阵列的环形半径为17.4mm，间距为3.4mm，该间距能满足选用的四种中心频率麦克风采样，且四种麦克风依次交替排布，构成均匀环形阵列。检测人员也可以根据实际的检测需求和麦克风种类，对麦克风阵列的麦克风排布方式进行设置，如选择不同中心频率麦克风组成不同半径的环形阵列、多平面的麦克风阵列等。

进一步的，所述PCB板32的中心设有通孔开口，通孔大小远大于激光束的扫描范围，且麦克风阵列的环形均布设置，在中心也会留有让激光束通过的圆形开口，以便于麦克风阵列与激光扫描模块沿着激光光束同轴工作时，避免对激光造成影响。

进一步的，麦克风31的类型为多频段MEMS数字麦克风、多频段MEMS模拟麦克风、多频段ECM模拟麦克风、多频段ECM数字麦克风中的一种或多种。麦克风的尺寸能达到毫米级，相对光学干涉仪和换能器有体积小的优点。

本实施例中，通过采用多个不同中心频率的麦克风，使得麦克风阵列有较广的检测范围，并设置成满足空间采样定理的间距环形阵列，使得麦克风阵列具有高检测灵敏度的优点，且麦克风阵列本身能实现非接触式对激光超声检测信号，接收的超声信号相对频率较低，在空气中传播衰减慢，有检测距离远的优点，提高激光超声信号的接收效果，并相对于其他接收设备有体积小的优点。

以上为本申请提供的一种基于增材制造的激光超声实时检测系统的第三个实施例的详细说明，下面为本申请提供的一种基于增材制造的激光超声实时检测系统的第四个实施例的详细说明。请参阅图4，图4为本申请提供的基于增材制造的激光超声实时检测系统的第二个结构示意图；

激光超声检测系统还包括：数据处理器60，用于对麦克风阵列采集的信号进行放大、滤波、锁相和采集处理。

需要说明的是，数据处理器60能够收集麦克风阵列30接收的信号，并进行放大、滤波、锁相和采集等处理后，输入计算机40中，以便于检测人员对激光超声信号进行声源定位和缺陷检测，提高检测的精度和效率。

进一步的，计算机根据激光超声信号的幅值、渡越时间、频率和功率谱判断增材制造构件的表面及内部是否存在缺陷。

所述激励激光器10中，发出的激光束波长范围在红外光和可见光之间，即处于309nm-1000μm范围内，检测人员可以针对待检测物体的材料和特性选择激励激光的波长；进一步的，激光器可以是幅度调制的连续激光和脉冲激光，可以改变脉冲激光器的脉冲宽度或者改变连续激光器的调制频率，调制频率覆盖麦克风的频率范围；并配合不同中心频率的麦克风来实现对不同类型缺陷的检测。

进一步的，激励激光器10与激光扫描模块20之间还设置有光纤11，所述光纤11的一端与所述激励激光器10相连，光纤11另一端与激光扫描模块20相连，激励激光器10产生的激光束通过光纤11传到所述激光扫描模块20；所述激光扫描模块20可以包括振镜和场镜，以振镜驱动激光束的偏转，场镜用于聚焦，保证激励的超声波强度，二者结合控制激光束扫描。

进一步的，计算机40通过预先输入的激光参数驱动所述激励激光器10发出激光束。

进一步的，计算机40将坐标参数前后分别发送给增材制造模块50和激光扫描模块20的预设间隔时间，根据增材制造的构件材料设置，材料凝固时间越长，所述预设间隔时间越长；防止出现增材制造构件还未完全凝固成型，就对构件进行激光超声检测的情况，避免对构件造成损坏，或是因为未完全凝固的构件导致激光超声检测有误。

本实施例中，通过对增材制造的激光超声实时监测系统中，设置数据处理器来对激光超声信号进行处理，并设置激光器激发激光束的参数和以光纤进行传输，使得激光超声检测系统对增材制造中缺陷的检测和处理更高效。

以上为本申请提供的一种基于增材制造的激光超声实时检测系统的第三个实施例的详细说明，下面为本申请第二方面提供的一种基于增材制造的激光超声实时检测方法的详细说明。

请参阅图5，本实施例提供了一种基于增材制造的激光超声实时检测方法，包括：

S100，根据增材制造的打印参数得到增材制造构件的几何形状，再以几何形状得到激光扫描的坐标参数；

S200，根据坐标参数以增材制造模块中的打印激光进行增材制造；

S300，在预设间隔时间后，通过激励激光器以预设的激光参数发出激光束，并根据坐标参数控制激光扫描模块，使激光束扫描增材制造构件的指定区域；

S400，以麦克风阵列获取增材制造构件上的激光超声信号；所述麦克风阵列包括多种中心频率的麦克风，每种中心频率的麦克风均为多个，同种中心频率的多个麦克风环绕麦克风阵列中心均匀分布；

S500，根据激光超声信号进行缺陷判断，并根据缺陷判断结果控制增材制造模块的工作。

可选的，所述根据激光超声信号进行缺陷判断，并根据缺陷判断结果控制增材制造模块的工作具体为：

根据麦克风阵列接收的激光超声信号判断增材制造构件上是否存在缺陷，并识别缺陷类型，若存在缺陷且缺陷类型为不可修复类，则控制增材制造模块重新进行增材制造。

可选的，所述识别缺陷类型之后还包括：

判断缺陷数量与增材制造模块工作时间的比值是否超过故障阈值，若是，则控制增材制造模块停止工作，并对增材制造模块进行故障检修。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于增材制造的激光超声实时检测系统，其特征在于，包括：

激励激光器，与计算机电连接，用于根据计算机设置的激光参数发出激光束；

激光扫描模块，与计算机电连接，用于根据计算机设置的坐标参数，控制激励激光器发出的激光束扫描增材制造构件上的指定区域；

麦克风阵列，与计算机电连接，并用于接收增材制造构件上的激光超声信号；所述麦克风阵列包括四种中心频率的声学麦克风，每种中心频率的麦克风均为多个，同种中心频率的多个麦克风环绕麦克风阵列中心均匀分布；四种不同中心频率的麦克风的中心频率分别为20KHz、30KHz、40KHz和60KHz；

计算机，用于根据增材制造的打印参数得到增材制造构件的几何形状，根据几何形状得到激光扫描的坐标参数，并将坐标参数在预设间隔时间前后分别发送给增材制造模块和激光扫描模块，以及对激励激光器设置激光参数；对麦克风阵列接收的激光超声信号进行缺陷分析，并根据缺陷分析结果控制增材制造模块的工作；对麦克风阵列接收的激光超声信号进行缺陷分析具体为：根据激光超声信号的幅值、渡越时间、频率和功率谱判断增材制造构件是否存在缺陷，以及识别缺陷是构件的表面缺陷还是内部缺陷；其中，根据不同缺陷所对应的主频不一样，来检测样品的缺陷类型，以及利用功率谱定位缺陷，判断缺陷处于构件的表面或内部；

增材制造模块，与计算机电连接，用于根据计算机设置的坐标参数控制增材制造模块中的打印激光进行增材制造。

2.根据权利要求1所述的基于增材制造的激光超声实时检测系统，其特征在于，计算机中，所述对麦克风阵列接收的激光超声信号进行缺陷分析，并根据缺陷分析结果控制增材制造模块的工作具体为：

根据麦克风阵列接收的激光超声信号判断增材制造构件上是否存在缺陷，并识别缺陷类型，若存在缺陷且缺陷类型为不可修复类，则控制增材制造模块重新进行增材制造。

3.根据权利要求2所述的基于增材制造的激光超声实时检测系统，其特征在于，所述识别缺陷类型之后还包括：

判断缺陷数量与增材制造模块工作时间的比值是否超过故障阈值，若是，则控制增材制造模块停止工作，并对增材制造模块进行故障检修。

4.根据权利要求2所述的基于增材制造的激光超声实时检测系统，其特征在于，若存在缺陷且缺陷类型为可修复类，则控制增材制造模块停止工作，并对缺陷进行修复。

5.根据权利要求1所述的基于增材制造的激光超声实时检测系统，其特征在于，所述预设间隔时间根据增材制造的构件材料设置，材料凝固时间越长，所述预设间隔时间越长。

6.根据权利要求1所述的基于增材制造的激光超声实时检测系统，其特征在于，还包括：

数据处理器，分别与计算机和麦克风阵列电连接，用于对麦克风阵列采集的信号进行放大、滤波、锁相和采集处理，并传输至计算机。

7.一种基于增材制造的激光超声实时检测方法，其特征在于，包括：

根据增材制造的打印参数得到增材制造构件的几何形状，再以几何形状得到激光扫描的坐标参数；

根据坐标参数以增材制造模块中的打印激光进行增材制造；

在预设间隔时间后，通过激励激光器以预设的激光参数发出激光束，并根据坐标参数控制激光扫描模块，使激光束扫描增材制造构件的指定区域；

以麦克风阵列获取增材制造构件上的激光超声信号；所述麦克风阵列包括四种中心频率的麦克风，每种中心频率的麦克风均为多个，同种中心频率的多个麦克风环绕麦克风阵列中心均匀分布；四种不同中心频率的麦克风的中心频率分别为20KHz、30KHz、40KHz和60KHz；根据激光超声信号进行缺陷判断，并根据缺陷判断结果控制增材制造模块的工作；根据激光超声信号进行缺陷判断具体为：根据激光超声信号的幅值、渡越时间、频率和功率谱判断增材制造构件是否存在缺陷，以及识别缺陷是构件的表面缺陷还是内部缺陷；其中，根据不同缺陷所对应的主频不一样，来检测样品的缺陷类型，以及利用功率谱定位缺陷，判断缺陷处于构件的表面或内部。

8.根据权利要求7所述的基于增材制造的激光超声实时检测方法，其特征在于，所述根据激光超声信号进行缺陷判断，并根据缺陷判断结果控制增材制造模块的工作具体为：

根据麦克风阵列接收的激光超声信号判断增材制造构件上是否存在缺陷，并识别缺陷类型，若存在缺陷且缺陷类型为不可修复类，则控制增材制造模块重新进行增材制造。

9.根据权利要求8所述的基于增材制造的激光超声实时检测方法，其特征在于，所述识别缺陷类型之后还包括：

判断缺陷数量与增材制造模块工作时间的比值是否超过故障阈值，若是，则控制增材制造模块停止工作，并对增材制造模块进行故障检修。

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