高階模式蘭姆波焊縫檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于焊縫檢測領(lǐng)域，具體為一種高階模式蘭姆波焊縫檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬薄型板材在現(xiàn)代工業(yè)尤其是機械制造領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。板材的焊接問題直接影響了板材的使用安全。因此如何判斷板材是否存在虛焊等問題，虛焊點在何處，程度如何一直是研究的熱點問題。
[0003]近年來，超聲蘭姆波作為一種有效的檢測手段，具有準(zhǔn)確及迅速檢測大面積試樣的能力，已用于檢測薄型板材結(jié)構(gòu)缺陷問題。但現(xiàn)有的超聲波檢測裝置必須接觸式或準(zhǔn)接觸式測量，對檢測環(huán)境的要求苛刻，當(dāng)需要檢測的板材周圍空間有限，不便于安裝超聲波檢測裝置時，如鍋爐、核反應(yīng)堆等，則無法對板材進行檢測。由于蘭姆波色散特性的影響，為防止產(chǎn)生多個模式的混疊現(xiàn)象，現(xiàn)在主要采用蘭姆波零階模式進行無損檢測，此時色散曲線的頻率厚度積取值較低，故對于所測板材的厚度約束條件較苛刻，雖然采用零階模式可以對小于2_厚度的薄板進行一定的檢測，但是對于厚度更厚板材例如機翼蒙皮、石油管線(4mm-20mm )則無能為力。同時由于零階模式的蘭姆波波速較慢(以招材為例，AO模式模式波速不大于2900m/s，SO模式波速不大于5500m/s )，這無疑會對成像的精度產(chǎn)生影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本實用新型公開了一種高階模式蘭姆波焊縫檢測系統(tǒng)。
[0005]為了達到以上目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0006]—種高階模式蘭姆波焊縫檢測系統(tǒng)，包括被測焊件，激光發(fā)射裝置、光電測振儀、A/D轉(zhuǎn)換器和計算機，所述激光發(fā)射裝置用于發(fā)射兩束激光，一束為連續(xù)脈沖激光，另一束為連續(xù)波激光，所述被測焊件的一端位于所述連續(xù)脈沖激光的光路上，另一端位于連續(xù)波激光的光路上，連續(xù)波激光在被測焊件表面發(fā)生反射，所述光電測振儀位于連續(xù)波激光反射光的光路上，光電測振儀測得的信息通過A/D轉(zhuǎn)換器傳送至計算機。
[0007]作為優(yōu)選，所述激光發(fā)射裝置包括大功率連續(xù)波窄帶寬激光器、分光器和光調(diào)制器，所述大功率連續(xù)波窄帶寬激光器用于產(chǎn)生一束大功率連續(xù)波激光，所述分光器位于大功率連續(xù)波激光的光路上，用于將大功率連續(xù)波激光分成兩束連續(xù)波激光，所述光調(diào)制器位于其中一束連續(xù)波激光的光路上，用于將連續(xù)波激光轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)脈沖激光。
[0008]作為優(yōu)選，所述激光發(fā)射裝置包括連續(xù)波幅度調(diào)制激光器和連續(xù)波激光器，所述連續(xù)波幅度調(diào)制激光器用于發(fā)射連續(xù)脈沖激光，所述連續(xù)波激光器用于發(fā)射連續(xù)波激光。
[0009]作為優(yōu)選，所述光電測振儀為可用于任意表面的激光速度干涉儀。
[0010]本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0011](I)通過激光激發(fā)并接收蘭姆波可以實現(xiàn)實時在線遠距離無損測量，從而能夠避免傳統(tǒng)方法由于必須接觸式或準(zhǔn)接觸式測量而產(chǎn)生的對測量環(huán)境的苛刻要求。因此可以廣泛應(yīng)用于各類場合，比如傳統(tǒng)測量無法進行的鍋爐、核反應(yīng)堆的焊縫檢測。
[0012](2)由于通過振蕩法進行測量，其能到達的測量精度要遠高于傳統(tǒng)的測量方式。由此而建立的蘭姆波成像系統(tǒng)對于板材焊縫情況評估更為準(zhǔn)確。
【附圖說明】
[0013]圖1、本實用新型實施例1的工作原理圖；
[0014]圖2、本實用新型實施例2的工作原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，進一步闡明本實用新型，應(yīng)理解下述【具體實施方式】僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。
[0016]實施例1
[0017]如圖1所示的高階模式蘭姆波焊縫檢測系統(tǒng)，包括被測焊件、大功率連續(xù)波窄帶寬激光器、分光器、光調(diào)制器、光電測振儀、A/D轉(zhuǎn)換器和計算機。大功率連續(xù)波窄帶寬激光器用于產(chǎn)生一束大功率連續(xù)波激光，分光器位于大功率連續(xù)波激光的光路上，用于將大功率連續(xù)波激光分成強弱不同的兩束連續(xù)波激光，光調(diào)制器位于強度較大的一束連續(xù)波激光的光路上，用于將連續(xù)波激光轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)脈沖激光。被測焊件的一端位于所述連續(xù)脈沖激光的光路上，另一端位于連續(xù)波激光的光路上，連續(xù)波激光在被測焊件表面發(fā)生反射，光電測振儀位于連續(xù)波激光反射光的光路上，光電測振儀測得的信息通過A/D轉(zhuǎn)換器傳送至計算機。
[0018]本實施例工作過程為:首先用大功率連續(xù)波窄帶寬激光器發(fā)射一束大功率連續(xù)波激光，大功率連續(xù)波激光通過分光器分成兩束強弱不同的連續(xù)波激光，其中一束較強的連續(xù)波激光通過光調(diào)制器轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)脈沖激光，連續(xù)脈沖激光照射在被測焊件一端的金屬表面上時由于熱效應(yīng)激發(fā)出高階模式蘭姆波，蘭姆波的頻率直接決定于脈沖激光的脈沖頻率與寬度。蘭姆波激發(fā)后通過被測金屬板，由于金屬板焊縫缺陷處的彈性模量小于正常板，故在該點聲速變慢、衰減增大，用另外一束能量較小的連續(xù)波激光對被測焊件進行逐點掃描，連續(xù)波激光在被測焊件上發(fā)生反射后由光電測振儀對其進行接收和檢測，光電測振儀測得的信息通過A/D轉(zhuǎn)換器傳送至計算機。
[0019]根據(jù)光電測振儀測得的振動幅度信息，與原始信號進行比較即可得到信號的衰減，根據(jù)多普勒頻移原理測得振動的速度信息，再以聲速為主特征參數(shù)、衰減為輔特征參數(shù)，即可獲得待測金屬板的焊縫情況評估。
[0020]本實施例中使用的光電測振儀為可用于任意表面的激光速度干涉儀。
[0021]實施例2
[0022]如圖2所示的高階模式蘭姆波焊縫檢測系統(tǒng)，包括被測焊件、連續(xù)波幅度調(diào)制激光器、連續(xù)波激光器、光電測振儀、A/D轉(zhuǎn)換器和計算機。連續(xù)波幅度調(diào)制激光器用于發(fā)射一束能量較大的連續(xù)脈沖激光，連續(xù)波激光器用于發(fā)射一束能量較弱的連續(xù)波激光，被測焊件的一端位于所述連續(xù)脈沖激光的光路上，另一端位于連續(xù)波激光的光路上，連續(xù)波激光在被測焊件表面發(fā)生反射，光電測振儀位于連續(xù)波激光反射光的光路上，光電測振儀測得的信息通過A/D轉(zhuǎn)換器傳送至計算機。
[0023]本實施例的工作過程為:用連續(xù)波幅度調(diào)制激光器發(fā)射一束能量較大的連續(xù)脈沖激光，用連續(xù)波激光器發(fā)射一束能量較弱的連續(xù)波激光。連續(xù)脈沖激光照射在被測焊件一端的金屬表面上時由于熱效應(yīng)激發(fā)出高階模式蘭姆波，蘭姆波的頻率直接決定于脈沖激光的脈沖頻率與寬度。蘭姆波激發(fā)后通過被測金屬板，由于金屬板焊縫缺陷處的彈性模量小于正常板，故在該點聲速變慢、衰減增大，用另外一束能量較小的連續(xù)波激光對被測焊件進行逐點掃描，連續(xù)波激光在被測焊件上發(fā)生反射后由光電測振儀對其進行接收和檢測，光電測振儀測得的信息通過A/D轉(zhuǎn)換器傳送至計算機。
[0024]本實施例中使用的光電測振儀為可用于任意表面的激光速度干涉儀。
[0025]本實用新型方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述實施方式所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種高階模式蘭姆波焊縫檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括被測焊件，激光發(fā)射裝置、光電測振儀、A/D轉(zhuǎn)換器和計算機，所述激光發(fā)射裝置用于發(fā)射兩束激光，一束為連續(xù)脈沖激光，另一束為連續(xù)波激光，所述被測焊件的一端位于連續(xù)脈沖激光的光路上，另一端位于連續(xù)波激光的光路上，連續(xù)波激光在所述被測焊件表面發(fā)生反射，所述光電測振儀位于連續(xù)波激光反射光的光路上，光電測振儀測得的信息通過A/D轉(zhuǎn)換器傳送至計算機。2.如權(quán)利要求1所述的高階模式蘭姆波焊縫檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述激光發(fā)射裝置包括大功率連續(xù)波窄帶寬激光器、分光器和光調(diào)制器，所述大功率連續(xù)波窄帶寬激光器用于產(chǎn)生一束大功率連續(xù)波激光，所述分光器位于大功率連續(xù)波激光的光路上，用于將大功率連續(xù)波激光分成兩束連續(xù)波激光，所述光調(diào)制器位于其中一束連續(xù)波激光的光路上，用于將連續(xù)波激光轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)脈沖激光。3.如權(quán)利要求1所述的高階模式蘭姆波焊縫檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述激光發(fā)射裝置包括連續(xù)波幅度調(diào)制激光器和連續(xù)波激光器，所述連續(xù)波幅度調(diào)制激光器用于發(fā)射連續(xù)脈沖激光，所述連續(xù)波激光器用于發(fā)射連續(xù)波激光。4.如權(quán)利要求1所述的高階模式蘭姆波焊縫檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述光電測振儀為可用于任意表面的激光速度干涉儀。
【專利摘要】本實用新型提供了一種高階模式蘭姆波焊縫檢測系統(tǒng)，包括被測焊件，激光發(fā)射裝置、光電測振儀、A/D轉(zhuǎn)換器和計算機，激光發(fā)射裝置產(chǎn)生一束連續(xù)脈沖激光和一束連續(xù)波激光，連續(xù)脈沖激光照射在被測焊件一端的金屬表面上激發(fā)出高階模式蘭姆波，連續(xù)波激光對被測焊件進行逐點掃描，連續(xù)波激光在被測焊件上發(fā)生反射后由光電測振儀對其進行接收和檢測，光電測振儀測得的信息通過A/D轉(zhuǎn)換器傳送至計算機。本實用新型通過激光激發(fā)并接收蘭姆波可以實現(xiàn)實時在線遠距離無損測量，使用范圍廣，測量精度高。
【IPC分類】G01N29/11
【公開號】CN204832117
【申請?zhí)枴緾N201520579411
【發(fā)明人】林瑋, 賈林喜, 倪新慧
【申請人】鹽城市成功機械制造有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月5日