(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221071347 7.9 (22)申请日 2022.06.22 (71)申请人 武汉理工大 学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 (72)发明人 汪小凯　谢玲丽　曾研　秦训鹏　 华林　 (74)专利代理 机构 湖北武汉 永嘉专利代理有限 公司 42102 专利代理师 王丹 (51)Int.Cl. G01N 29/24(2006.01) G01N 29/04(2006.01) G01N 21/17(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 带筋构件R区缺陷的分布式激光超声检测系 统及方法 (57)摘要 本发明公开了一种带筋构件R区缺陷的分布 式激光超声检测系统及方法， 带筋构件几何结构 复杂， 其R区是制造和服役阶段的薄弱环节。 本发 明包括扫查装置、 夹持装置、 放置平台、 两个探测 器、 分束器、 脉冲激光器、 反射镜、 工控机和待测 带筋构件， 采用激光超声在带筋构 件根筋一侧激 发超声波， 多个检测激光分布在不同位置点接收 回波信号， 以高效全覆盖地对构件R区表面和近 表面缺陷进行快速检测及分类识别。 本发明能够 实现带筋壁板这类具有复杂几何形貌特征大型 壁板构件的缺陷快速 检测及精确识别。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 115184471 A 2022.10.14 CN 115184471 A 1.一种带筋构件R区缺陷的分布式激光超声检测系统， 其特征在于， 该系统包括第 一探 测器、 第二探测 器、 分束器、 脉冲激光器和工控机； 第一探测 器、 第二探测 器、 脉冲激光器均 与工控机相连； 第一探测器、 第 二探测器、 分束器和脉冲激光器共同构 成激光超声检测装置； 脉冲激光 器发出的激发激光垂 直入射于待检测构件的表面， 第一探测器发出的检测激光照射于待检 测构件的近表面， 第二探测器发出 的检测激光经分束器分成两束照射于待检测构件的R区 表面， 激发激光产生的超声波在待检测构件表面引起位移变量， 检测激光接 收并形成散射 被探测器接收； 工控机包括采集模块、 滤波模块和波形显示模块； 采集模块用于设置信号采集参数， 滤 波模块用于消除杂波信号， 波形显示模块用于呈现原 始信号与滤波信号。 2.根据权利要求1所述的带筋构件R区缺陷的分布式激光超声检测系统， 其特征在于， 该系统还包括扫查装置、 夹持装置和放置平台， 三者共同构成二 维移动平台， 用于承载待检 测构件以及带动待检测构件移动； 其中， 放置平台用于承载待检测构件， 夹持装置用于夹持 放置平台， 扫查装置通过夹持装置带动放置平台移动， 进而 带动待检测构件移动， 以调整照 射到待检测构件上的检测光束。 3.根据权利要求2所述的带筋构件R区缺陷的分布式激光超声检测系统， 其特征在于， 二维移动平台与工控机相连。 4.根据权利要求1所述的带筋构件R区缺陷的分布式激光超声检测系统， 其特征在于， 该系统还包括反射镜； 脉冲激光器发出的激发激光经反射镜反射后垂直入射于待检测构件 的表面。 5.根据权利要求1所述的带筋构件R区缺陷的分布式激光超声检测系统， 其特征在于， 采集模块包括采样物理通道、 输入接线端号、 采样模式、 采样时间、 采样时间间隔和采样距 离， 根据接口设置采样物理通道和输入接线端号， 设置采样模式、 采样时间、 采样时间间隔 和采样距离， 使得信号波形幅值明显； 滤波模块包括滤波类型、 采样频率和截止频率， 根据 选择滤波类型设置采样频率和截止频率； 波 形显示模块用于呈现获得的原始超声信号信息 和滤波后的超声信号信息， 包括信号波形、 信号幅值和时间 间隔。 6.根据权利要求1所述的带筋构件R区缺陷的分布式激光超声检测系统， 其特征在于， 第一探测器、 第二探测器、 脉冲激光器均 与工控机通过光纤相连。 7.一种利用权利要求1至6 中任意一项所述的带筋构件R区缺陷的分布式激光超声检测 系统实现的带筋构件R区缺陷的分布式激光超声检测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 搭建激光超声检测装置； S2、 采用分布式检测激光的方式， 对待检测构件R区进行全覆盖检测， 两个探测器分布 在待检测构件薄腹板的两侧； 其中： 第二探测器加装分束器， 将检测激光分成两束垂直光， 分别照射在待检测构件薄 腹板和根筋上表面， 分别记为第一处检测信号和 第二处检测信号， 以接收接近R区的缺陷信 息并识别缺陷类型； 第一探测器的检测激光照射在待检测构件薄腹板下表面， 对准根筋边缘位置， 记为第 三处检测信号， 以接收薄腹板下表面 缺陷信息并识别缺陷类型； 脉冲激光器的激发激光在第 二探测器远离根筋一侧， 激发激光垂直入射于待检测构件权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115184471 A 2表面； S3、 同步采集超声信号， 通过工控机的采集模块设置参数， 在滤波模块中实时消除杂波 信号， 在波形显示模块中查看超声信号波形， 观察检测过程中带筋构件R区的缺陷信息， 获 得检测点 位置及对应 检测点的超声信号数据； S4、 结合波形显示模块中呈现的三处超声信号实时波形判断检测结果， 实现带筋构件R 区表面和近表面 缺陷检测及分类识别： 第三处检测信号初始波在一定扫查范围内存在缺口， 即波形受到阻碍， 则判断R区底面 存在平底孔缺陷； 第一处检测信号中出现与初始波呈夹角的波形信号， 判断R区近表面存在缺陷， 第二处 检测信号中不能接收到明显初始波信号， 判断R区近表面 缺陷为裂纹缺陷； 第一处检测信号中出现与初始波呈夹角的波形信号， 判断R区近表面存在缺陷， 第二处 检测信号中接收到明显初始波信号， 判断R区近表面 缺陷为横通 孔缺陷。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115184471 A 3