RU2544257C2 - Лазерный ультразвуковой дефектоскоп - Google Patents

Лазерный ультразвуковой дефектоскоп Download PDF

Info

Publication number
RU2544257C2
RU2544257C2 RU2010140186/28A RU2010140186A RU2544257C2 RU 2544257 C2 RU2544257 C2 RU 2544257C2 RU 2010140186/28 A RU2010140186/28 A RU 2010140186/28A RU 2010140186 A RU2010140186 A RU 2010140186A RU 2544257 C2 RU2544257 C2 RU 2544257C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
acoustic
optical
digital converter
optic
Prior art date
Application number
RU2010140186/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010140186A (ru
Inventor
Александр Алексеевич Карабутов
Владимир Григорьевич Шипша
Александр Александрович Карабутов
Алексей Николаевич Жаринов
Игорь Александрович Кудинов
Original Assignee
Александр Алексеевич Карабутов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Алексеевич Карабутов filed Critical Александр Алексеевич Карабутов
Priority to RU2010140186/28A priority Critical patent/RU2544257C2/ru
Publication of RU2010140186A publication Critical patent/RU2010140186A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2544257C2 publication Critical patent/RU2544257C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Использование: для неразрушающих методов контроля внутренних структур объектов. Сущность изобретения заключается в том, что лазерный ультразвуковой дефектоскоп содержит импульсный лазер, соединенный через оптоволокно с оптико-акустическим преобразователем, выполненным в виде единого блока, расположенного на исследуемом объекте, и содержащим пластину оптико-акустического генератора, а также пьезоприемник, соединенный через усилитель с аналого-цифровым преобразователем, подключенным к компьютеру, при этом оптико-акустический генератор и пьезоприемник пространственно разнесены и размещаются на наклонных звукопроводах, контактирующих с исследуемым материалом, а лазер, аналого-цифровой преобразователь и блок питания размещены в отдельном корпусе. Технический результат: расширение функциональных возможностей устройства за счет использования различных типов акустических волн. 3 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к неразрушающим методам исследования и может быть использовано для контроля внутренних структур объектов их геометрических параметров и определения их физических характеристик.
Известно устройство лазерно-акустического контроля, содержащее импульсно-модулированный лазер, соединенный с оптическим волокном, торец которого через расширяющую линзу направлен на оптико-акустический преобразователь, а пьезоприемник выполнен в виде решетки из локальных пьезоэлементов, каждый из которых соединен через предусилитель и аналого-цифровой преобразователь с компьютером (1). В известном устройстве необходимо пропускать излучение лазера сквозь приемник ультразвука.
Известен лазерно-ультразвуковой дефектоскоп, содержащий импульсный лазер, соединенный через оптоволокно с оптико-акустическим преобразователем, выполненным в виде единого блока, расположенного на исследуемом объекте, и содержащим пластину оптико-акустического генератора, а также пьезоприемник, соединенный через усилитель с аналого-цифровым преобразователем, подключенным к компьютеру (2). Данное устройство может работать, как правило, только на одном типе волн - продольных.
Целью настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, а именно, использование всех типов волн, продольных, поперечных, и поверхностных акустических волн. В сочетании с лазерно-акустическим преобразователем, устройство получает неоспоримые преимущества.
Поставленная цель достигается тем, что, в известном устройстве, содержащем импульсный лазер, соединенный через оптоволокно с оптико-акустическим преобразователем, выполненным в виде единого блока, расположенного на исследуемом объекте, и содержащим пластину оптико-акустического генератора, а также пьезоприемник, соединенный через усилитель с аналого-цифровым преобразователем, подключенным к компьютеру, оптико-акустический генератор и пьезоприемник пространственно разнесены и размещаются на наклонных звукопроводах, контактирующих с исследуемым материалом, а лазер, аналого-цифровой преобразователь и блок питания размещены в отдельном корпусе.
Возможность реализации
На чертеже (Фиг.1) показан лазерный ультразвуковой дефектоскоп. Он содержит:
1 - лазер с модуляцией добротности и высокой частотой повторения импульсов, содержащий на выходе адаптер для ввода излучения в оптическое волокно;
2 - комбинированный многофункциональный блок питания, обеспечивающий электропитание лазера, оптико-акустического преобразователя и аналого-цифрового преобразователя;
3 - скоростной прецизионный аналого-цифровой преобразователь, обеспечивающий перевод электрического сигнала оптико-акустического преобразователя в цифровую форму, временное запоминание его и передачу по скоростной линии в компьютер;
4 - специализированный изолированный корпус, в котором помещаются лазер, аналого-цифровой преобразователь и блок питания;
5 - систему обработки данных, включающую компьютер, связанный скоростной линией передачи данных с аналого-цифровым преобразователем, и программным обеспечением, обеспечивающим прием цифровых данных, их спектральную обработку, и отображение результатов на экране монитора, а также интерактивное управление процессом передачи и обработки данных;
6 - силовое оптическое волокно для передачи лазерного излучения в оптико-акустический преобразователь;
7 - оптико-акустический преобразователь с наклонным вводом пучка для преобразования лазерных импульсов в акустические, передачи их в исследуемую среду и регистрации отраженных и рассеянных акустических сигналов, содержащий разнесенные оптико-акустический генератор и широкополосный пьезоприемник с наклонными звукопроводами.
Схема оптико-акустического преобразователя 7 (Фиг.1) с наклонным вводом акустического пучка приведена на Фиг.2. Оптико-акустический преобразователь 7 разделен на излучающий и принимающий модули.
Управление и работа системы осуществляются от компьютера, а синхронизация работы лазера производится специальными сигналами, вырабатываемыми в блоке аналого-цифрового преобразователя. Старт-считывание сигнала осуществляется по импульсу фотодиода, согласованному с лазерным импульсом.
Излучающий модуль содержит оптическую схему 8, формирующую лазерный пучок, поступающий из волокна. Сформированный лазерный пучок облучает пластину оптико-акустического генератора 9, где происходит формирование широкополосного акустического импульса. Оптико-акустический генератор 9 представляет собой плоско параллельную пластину, выполненную из материала, поглощающего лазерное излучение, имеющего высокое значение коэффициента теплового расширения и согласованного по акустическому импедансу с материалом наклонного звукопровода 10. Наклонный звукопровод является цилиндром, один торец которого перпендикулярен к его оси, а второй торец срезан под острым углом и находится в акустическом контакте с поверхностью исследуемого объекта 11.
В состав принимающего модуля преобразователя входит аналогичный звукопроводу 10 наклонный звукопровод 12. На заднем торце звукопровода акустически согласованно закреплен пьезоприемник 13, который передает электрический сигнал в усилитель 14.
Дефектоскоп работает следующим образом. Звукопроводы 10 и 12 (Фиг.2) приводятся в акустический контакт с исследуемым объектом 11. Лазерный импульс поступает из лазера 1 (Фиг.1) через оптоволокно 6 оптическую систему 8 (Фиг.2) на пластину оптико-акустического генератора 9. Последний излучает акустический импульс в наклонный звукопровод 10 и исследуемый объект 11. Отраженный внутри объекта акустический импульс 15 через второй наклонный звукопровод 12 попадает на пьезоприемник 13 и его электрический сигнал, усиленный усилителем 14 поступает в аналого-цифровой преобразователь 3 (Фиг.1).
На чертеже (Фиг.3) показан пример сигнала оптико-акустического преобразователя с наклонным вводом, зарегистрированный в графитовых волокнах разного типа. По времени задержки импульсов можно, например, определить скорость в волокне, а по амплитуде сигнала судить о качестве исследуемого материала.
Источники информации, использованные при составлении заявки.
1. Патент России №2232983.
2. Патент России №2381496.

Claims (1)

  1. Лазерный ультразвуковой дефектоскоп, содержащий импульсный лазер, соединенный через оптоволокно с оптико-акустическим преобразователем, выполненным в виде единого блока, расположенного на исследуемом объекте, и содержащим пластину оптико-акустического генератора, а также пьезоприемник, соединенный через усилитель с аналого-цифровым преобразователем, подключенным к компьютеру, отличающийся тем, что оптико-акустический генератор и пьезоприемник пространственно разнесены и размещаются на наклонных звукопроводах, контактирующих с исследуемым материалом, а лазер, аналого-цифровой преобразователь и блок питания размещены в отдельном корпусе.
RU2010140186/28A 2010-09-30 2010-09-30 Лазерный ультразвуковой дефектоскоп RU2544257C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010140186/28A RU2544257C2 (ru) 2010-09-30 2010-09-30 Лазерный ультразвуковой дефектоскоп

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010140186/28A RU2544257C2 (ru) 2010-09-30 2010-09-30 Лазерный ультразвуковой дефектоскоп

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010140186A RU2010140186A (ru) 2012-04-10
RU2544257C2 true RU2544257C2 (ru) 2015-03-20

Family

ID=46031358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010140186/28A RU2544257C2 (ru) 2010-09-30 2010-09-30 Лазерный ультразвуковой дефектоскоп

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2544257C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2643232C1 (ru) * 2016-10-10 2018-01-31 Учреждение науки "Инженерно-конструкторский центр сопровождения эксплуатации космической техники" (Учреждение науки ИКЦ СЭКТ) Способ измерения изменения скорости распространения головной ультразвуковой волны и устройство для его реализации

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102735615A (zh) * 2011-04-08 2012-10-17 中国科学院光电研究院 一种激光超声检测装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6128092A (en) * 1999-07-13 2000-10-03 National Research Council Of Canada Method and system for high resolution ultrasonic imaging of small defects or anomalies.
RU2232983C2 (ru) * 2002-10-02 2004-07-20 Белов Михаил Алексеевич Способ лазерно-акустического контроля твердых материалов и устройство для его осуществления
US7278315B1 (en) * 2005-10-04 2007-10-09 Op Tech Ventures Llc Laser-ultrasonic detection of subsurface defects in processed metals
RU2381496C1 (ru) * 2008-05-29 2010-02-10 Александр Алексеевич Карабутов Лазерно-ультразвуковой дефектоскоп

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6128092A (en) * 1999-07-13 2000-10-03 National Research Council Of Canada Method and system for high resolution ultrasonic imaging of small defects or anomalies.
RU2232983C2 (ru) * 2002-10-02 2004-07-20 Белов Михаил Алексеевич Способ лазерно-акустического контроля твердых материалов и устройство для его осуществления
US7278315B1 (en) * 2005-10-04 2007-10-09 Op Tech Ventures Llc Laser-ultrasonic detection of subsurface defects in processed metals
RU2381496C1 (ru) * 2008-05-29 2010-02-10 Александр Алексеевич Карабутов Лазерно-ультразвуковой дефектоскоп

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2643232C1 (ru) * 2016-10-10 2018-01-31 Учреждение науки "Инженерно-конструкторский центр сопровождения эксплуатации космической техники" (Учреждение науки ИКЦ СЭКТ) Способ измерения изменения скорости распространения головной ультразвуковой волны и устройство для его реализации

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010140186A (ru) 2012-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6858009B2 (en) Ultrasonic angioscope system
CN100558297C (zh) 手表式无创光声血糖监测仪
CN102293667B (zh) 用于对生物数据进行成像的方法和设备
CN101281172A (zh) 激光声表面波应力测试系统
US20050210985A1 (en) Time-reversed photoacoustic system and uses thereof
CN106353408B (zh) 一种压电超声直探头
US20220050084A1 (en) Device and method for testing a test object
US11085902B2 (en) Optical breakdown acoustic transducer
Rong et al. Ultrasonic sensitivity-improved Fabry–Perot interferometer using acoustic focusing and its application for noncontact imaging
CN103654867A (zh) 成像探头及具有该成像探头的成像装置
CN103471998B (zh) 超声材料反射和透射系数激光测量系统
KR20140133037A (ko) 분리 결합형 초음파 프로브 장치
RU2544257C2 (ru) Лазерный ультразвуковой дефектоскоп
JP2009276319A (ja) 空気超音波診断装置
RU2486501C2 (ru) Способ лазерной оптико-акустической томографии и устройство для его реализации (варианты)
CN203414165U (zh) 一种超声材料反射和透射系数激光测量系统
RU2381496C1 (ru) Лазерно-ультразвуковой дефектоскоп
RU2653123C1 (ru) Способ импульсно-периодического лазерно-ультразвукового контроля твердых материалов и устройство для его осуществления
Jiang et al. Low-cost photoacoustic tomography system based on water-made acoustic delay-line
WO2013004068A1 (zh) 接触式激光超声探头装置
CN110290454B (zh) 基于光学法的传声器高温校准系统
JP6138313B2 (ja) 装置
KR200184719Y1 (ko) 수중 감지 장치
CN206022882U (zh) 全光纤脉冲激光声源装置
RU164233U1 (ru) Устройство неразрушающего контроля напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути