CN208224070U - 一种集成式激光诱导声表面波缺陷检测装置 - Google Patents
一种集成式激光诱导声表面波缺陷检测装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种集成式激光诱导声表面波缺陷检测装置，属于无损检测技术领域，包括：探测头、光纤束及探测器；所述探测头一侧端面的中心设有一个泵浦激光发射口，沿泵浦激光发射口周向均匀分布有探测激光口；探测头的泵浦激光发射口通过光纤束中与之对应的光纤与激光光源连接，探测头的每个探测激光口通过光纤束中与之对应的光纤分别与对应的激光光源及对应的探测器连接；所述泵浦激光发射口用于发射泵浦激光；所述探测激光口用于发射探测激光，并接收反射回来的探测激光传输给对应的探测器；该装置能够利用激光产生声表面波并采用激光探测的方式对被检测物体进行表面缺陷检测,缺陷检测效率高且操作方便。
Description
技术领域
本实用新型属于无损检测技术领域，具体涉及一种集成式激光诱导声表面波缺陷检测装置。
背景技术
声表面波是一种在物体表面传播的声波。通过泵浦激光辐照可以在物体表面形成高频声表面波，这种声表面波沿着物体表面传播，遇到表面缺陷声波传播会发生变化，通过检测声表面波在材料表面传播状态的变化可以获取表面缺陷信息。
现有声表面波缺陷检测装置是分别利用一束泵浦激光和一束探测激光来实现两束光之间区域的缺陷检测，需要检测其他区域则需要同时移动两束激光的位置和方向，其检测效率较低，操作不方便。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种集成式激光诱导声表面波缺陷检测装置，该装置能够利用激光产生声表面波并采用激光探测的方式对被检测物体进行表面缺陷检测,缺陷检测效率高且操作方便。
本实用新型是通过下述技术方案实现的：
一种集成式激光诱导声表面波缺陷检测装置，包括：探测头、光纤束及探测器；
所述探测头一侧端面的中心设有一个泵浦激光发射口，沿泵浦激光发射口周向均匀分布有两个以上探测激光口；
所述探测器的个数与探测激光口的个数相同；
所述光纤束中的光纤与所述泵浦激光发射口、探测激光口一一对应；
外部的激光光源与所述泵浦激光发射口、探测激光口一一对应；
整体连接关系如下：探测头的泵浦激光发射口通过光纤束中与之对应的光纤与激光光源连接，探测头的每个探测激光口通过光纤束中与之对应的光纤分别与对应的激光光源及对应的探测器连接；
所述泵浦激光发射口用于发射泵浦激光；
所述探测激光口用于发射探测激光，并接收反射回来的探测激光传输给对应的探测器；
所述探测器用于将接收的探测激光信息与样品标准进行比对：当样品标准相比相同时，则该探测激光口所在处无缺陷；当探测器接收的探测激光信息与样品标准相比有变化时，则该探测激光口所在处存在缺陷；
所述探测激光信息包括：探测激光的强度、位相或波形；
所述样品标准为：将对表面没有缺陷的样品进行探测时，探测器接收的探测激光信息作为样品标准。
进一步的，还包括支撑臂和保护套，所述支撑臂的一端固定在探测头上，光纤束的一端封装在探测头和支撑臂内，另一端包覆有保护套，且保护套与支撑臂的另一端连接。
进一步的，所述保护套采用软管。
进一步的，所述探测头一次测量覆盖的区域为：正对探测头下方的待测物体表面上，以泵浦激光发射口为圆心，以探测激光口为圆周的圆形区域；通过沿待测物体表面移动探测头可以对待测物体表面进行整体扫描。
有益效果：本实用新型将泵浦激光和探测激光集成为一体，利用泵浦激光聚焦辐照待测物体表面，产生沿着待测物体表面传播的声表面波，该声表面波遇到待测物体表面缺陷时，声表面波传播的振幅会发生变化；通过环绕在泵浦激光周围的探测激光来检测各个方向的声表面波传播振幅，判断待测物体表面的一个区域内是否存在缺陷；该装置可以实现单次较大面积区域的缺陷检测，操作使用方便灵活，便于现场操作，分辨率高、信噪比高、缺陷检测效率高，适合于精密产品的缺陷检测。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的工作原理图。
其中，1-探测头，2-泵浦激光发射口，3-探测激光口，4-支撑臂，5-光纤束，6-待测物体，7-保护套，8-探测器。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。
本实施例提供了一种集成式激光诱导声表面波缺陷检测装置，参见附图1和2，包括：探测头1、支撑臂4、光纤束5、保护套7及探测器8；
所述探测头1一侧端面的中心设有一个泵浦激光发射口2，沿泵浦激光发射口2周向均匀分布有八个探测激光口3；探测头1的外形为圆形；
所述支撑臂4为圆柱形壳体或长方形壳体；
所述探测器8的个数与探测激光口3的个数相同；
所述保护套7采用软管；
所述光纤束5中的光纤与所述泵浦激光发射口2、探测激光口3一一对应；
外部的激光光源的个数为探测激光口3和泵浦激光发射口2的个数之和，且与探测激光口3和泵浦激光发射口2一一对应。
整体连接关系如下：探测头1固定在支撑臂4的一端，探测头1的泵浦激光发射口2通过光纤束5中与之对应的光纤与激光光源连接，探测头1的每个探测激光口3分别通过光纤束5中与之对应的的激光光源及对应的探测器8连接；且光纤束5的一端封装在探测头1和支撑臂4内，另一端包覆有保护套7，且保护套7与支撑臂4的另一端连接；其中，支撑臂4 用于供检测操作时机械或人手夹持，并起到起保护光纤束5的作用；保护套7一方面用于将光纤束5引导至激光光源或探测器8，另一方面便于探测头4在待测物体6表面自由移动进行扫描检测，同时起到保护光纤束5的作用；根据探测头1距离激光光源和探测器8的距离以及测量时候需要移动的范围可选用不同长度的保护套7；
所述泵浦激光发射口2用于发射泵浦激光，聚焦后辐照在待测物体6的表面，在热弹性机制作用下产生高频的声表面波，声表面波从辐照点沿着待测物体6的表面向各个方向传播，当遇到待测物体6的表面缺陷时，声表面波传播时的振幅会发生变化；
所述探测激光口3用于发射探测激光，并接收反射回来的探测激光传输给对应的探测器 8，来监测不同方向传播过来的声表面波传播的振幅状态；
所述探测器8用于将接收的探测激光信息(该信息包括：探测激光的强度、位相或波形) 与样品标准进行比对：当探测器8接收的探测激光信息与样品标准相比相同时，则该探测激光口3所在处无缺陷；当探测器8接收的探测激光信息与样品标准相比有变化时，则该探测激光口3所在处存在缺陷(即由于缺陷处的声表面波的声波传播发生变化，造成探测激光的变化)；因此，探测器8通过监测探测激光口3收到的探测激光信息是否与样品标准相同，可以判断该区域内是否存在缺陷及缺陷所在的方位。
工作原理：在检测待测物体6的表面缺陷前，先对表面没有缺陷的样品进行探测，并把探测器8接收的探测激光信息作为样品标准；
将探测头1放置在待测物体6的表面上方，一次测量能够覆盖的区域为：正对探测头1 下方的待测物体6表面上，以泵浦激光发射口2为圆心，8个探测激光口3为圆周的圆形区域；通过沿待测物体6表面移动探测头1可以对待测物体6表面进行整体扫描；
当八个探测器8中的一个以上接收的探测激光信息与样品标准相比有变化时，则该探测器8对应的探测激光口3所在处存在缺陷；即通过处于不同位置探测激光口3探测到异常后，可以得到待测物体6表面缺陷的位置信息。
综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种集成式激光诱导声表面波缺陷检测装置，其特征在于，包括：探测头(1)、光纤束(5)及探测器(8)；
所述探测头(1)一侧端面的中心设有一个泵浦激光发射口(2)，沿泵浦激光发射口(2)周向均匀分布有两个以上探测激光口(3)；
所述探测器(8)的个数与探测激光口(3)的个数相同；
所述光纤束(5)中的光纤与所述泵浦激光发射口(2)、探测激光口(3)一一对应；
外部的激光光源与所述泵浦激光发射口(2)、探测激光口(3)一一对应；
整体连接关系如下：探测头(1)的泵浦激光发射口(2)通过光纤束(5)中与之对应的光纤与激光光源连接，探测头(1)的每个探测激光口(3)通过光纤束(5)中与之对应的光纤分别与对应的激光光源及对应的探测器(8)连接；
所述泵浦激光发射口(2)用于发射泵浦激光；
所述探测激光口(3)用于发射探测激光，并接收反射回来的探测激光传输给对应的探测器(8)；
所述探测器(8)用于将接收的探测激光信息与样品标准进行比对：当样品标准相比相同时，则该探测激光口(3)所在处无缺陷；当探测器(8)接收的探测激光信息与样品标准相比有变化时，则该探测激光口(3)所在处存在缺陷；
所述探测激光信息包括：探测激光的强度、位相或波形；
所述样品标准为：将对表面没有缺陷的样品进行探测时，探测器(8)接收的探测激光信息作为样品标准。
2.如权利要求1所述的一种集成式激光诱导声表面波缺陷检测装置，其特征在于，还包括支撑臂(4)和保护套(7)，所述支撑臂(4)的一端固定在探测头(1)上，光纤束(5)的一端封装在探测头(1)和支撑臂(4)内，另一端包覆有保护套(7)，且保护套(7)与支撑臂(4)的另一端连接。
3.如权利要求2所述的一种集成式激光诱导声表面波缺陷检测装置，其特征在于，所述保护套(7)采用软管。
4.如权利要求1所述的一种集成式激光诱导声表面波缺陷检测装置，其特征在于，所述探测头(1)一次测量覆盖的区域为：正对探测头(1)下方的待测物体(6)表面上，以泵浦激光发射口(2)为圆心，以探测激光口(3)为圆周的圆形区域；通过沿待测物体(6)表面移动探测头(1)可以对待测物体(6)表面进行整体扫描。
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|---|---|---|---|
| CN201721679750.1U CN208224070U (zh) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | 一种集成式激光诱导声表面波缺陷检测装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108037077A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-05-15 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种集成式激光诱导声表面波缺陷检测装置 |
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2017
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| CN108037077A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-05-15 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种集成式激光诱导声表面波缺陷检测装置 |
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