【技术实现步骤摘要】
一种元素、缺陷与残余应力同时检测的方法及装置
本专利技术属于激光材料检测领域，具体为一种采用脉冲激光激发的元素组成、缺陷与残余应力分布的多功能激光光声检测及信号分析方法及装置，主要通过脉冲激光对材料激发后产生的光、声信号进行探测与分析，实现对靶材的元素、缺陷与残余应力的同时检测。
技术介绍
新材料的出现是推动行业发展的重要动力，而材料所制造的构件质量检测则是保证构件安全可靠性及其推广应用的重要保证，因此，材料构件的高精度、快速检测是制造行业的迫切需求。目前，在材料构件检测领域，元素含量、结构缺陷与残余应力分布是材料物理化学性质检测的三个重要方面，而元素、缺陷和应力的检测方法众多。(1)在元素分析方面，传统的检测手段包括化学法、ICP-OES、XRF、SEM-EDS等。然而，上述方法存在破坏样品、耗时长、环境要求苛刻等缺点，无法满足现代元素含量检测的原位、快速、微损甚至无损等需求，所以一种新的元素检测技术——激光诱导击穿光谱(LaserInducedBreakdownSpectroscopy，简称LIBS)技术应运而生。LIBS技术是一种新型的原子发射光谱分析技术，...
【技术保护点】
1.一种同时测量元素、缺陷与残余应力的方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1：采用高能脉冲激光烧蚀靶材表面，形成超声波和等离子体，S2：采集超声波信号和等离子体信号，具体的，通过超声探测器，在宽频域范围内采集超声信号，S3：分析超声波信号中信号头波的幅值大小，能判断探测处是否有缺陷，有缺陷处的信号幅值较低，以此作为探伤的依据，通过计算超声波的传播时间，可以得到声速大小，基于声弹性理论有：
【技术特征摘要】
1.一种同时测量元素、缺陷与残余应力的方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1：采用高能脉冲激光烧蚀靶材表面，形成超声波和等离子体，S2：采集超声波信号和等离子体信号，具体的，通过超声探测器，在宽频域范围内采集超声信号，S3：分析超声波信号中信号头波的幅值大小，能判断探测处是否有缺陷，有缺陷处的信号幅值较低，以此作为探伤的依据，通过计算超声波的传播时间，可以得到声速大小，基于声弹性理论有：物质的应力б大小与声速变化率相关，通过比较测量处的应力声速VlZ与无应力声速Vlo,可以得到声速变化率，声弹性系数K通过拉伸试样测得，通过测量声速以得到材料的应力，针对等离子体的光辐射信号，采用光谱仪对其进行分光，再通过ICCD对分光后的信号进行光电转换和分析，得到原子诱导击穿光谱图，光谱的波长信息表征物质的元素种类。2.如权利要求1所述的一种同时测量元素、缺陷与残余应力的方法，其特征在于，还包括步骤S4：对样品进行面扫描，分别将每个检测点的元素含量、超声信号幅值与残余应力组成阵列，得到扫描处的元素分布图、超声探伤图和残余应力图。3.一种实现如权利要求1-2之一所述方法的装置，其特征在于，其包括激发单元、光谱探测单元、超声波探测单元以及分析控制单元，其中，分析控制单元包括数字延时器、计算机和样品台，数字延时器与计算机相连以受计算机控制，样品台包括高精度3D位移平台和样品夹具，样品夹具用于放置待测样品，样品夹具固定在高精度3D位移平台上，高精度3D位移平台能沿X向、Y向以及Z向移动，从而实现对待分析样品在三维方向的位置调节，高精度3D位移平台与数字延时器相电连接，所述计算机中集成有元素分析模块、缺陷分析模块和应力分析模块，所述元素分析模块用于采集并且处理光谱信号，得到目标元素的光谱强度，根据元素含量和光谱强度的关系，得到元素含量信息，还用于对采集点的元素信息按照空间位置组成图像，得到了元素分布图，所述缺陷分析模块用于采集并且处理超声信号，对信号进行滤波和优化，得到采集处的超声幅值，还用于对采集点的信号幅值按...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭连波，罗为，马浴阳，胡桢麟，熊伟，盛子千，万青，李祥友，曾晓雁，陆永枫，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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