本发明专利技术公开了一种采用偏振激光散射检测金属基复材表面损伤的装置，包括激光器、光路盒、光电检测器、移动平台和计算机控制系统；所述的光路盒包括扩束镜、偏振片、偏振分光镜、四分之一波片、格兰镜和塑料盒；所述的计算机控制系统包括数据采集卡、计算机和运动控制器，用于采集和分析信号并对移动平台进行控制。本发明专利技术对光学元件进行了集成，使用光路盒即可产生用于检测的光径可调的P偏振光，并可实现对包含损伤信息的散射激光进行分离和增强，便于检测装置的使用和安装。本发明专利技术采用扩束镜，简单实现了对检测速度和检测精度的小范围调节。本发明专利技术可实现对金属基复材表面损伤的高效检测，并可应用于金属基复材表面损伤的在线检测。测。测。
【技术实现步骤摘要】
一种采用偏振激光散射检测金属基复材表面损伤的装置
[0001]本专利技术涉及无损检测
，具体为一种采用偏振激光散射检测金属基复材表面损伤的装置。
技术介绍
[0002]金属基复材是以金属或合金为基体，与一种或几种增强材料混合制成的复合材料，主要包括纤维增强金属基复材、晶须增强金属基复材和颗粒增强金属基复材，其材质具有异质、不连续的特点。因其材料特质，一些常规的金属无损检测方法无法应用于金属基复材表面损伤的检测。
[0003]目前，应用于金属基复材的无损检测技术主要有超声波检测法、X射线检测法、工业CT法(计算机断层扫描)、涡流检测法、红外热成像法和荧光渗透法。超声检测法是利用超声波由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的原理来检测零件缺陷的一种方法，如一种金属件超声波检测装置(权公布号：CN210572121U)和一种用于金属零件的超声波检测装置(授权公布号：CN210572122U)，具有适用材质多、易实现自动化、检测精度高和危害小等优点，但该方法只能检测金属基复材内部的损伤，难以检测金属基复材表面损伤。X射线检测法原理为基体材料与内部损伤对X射线的吸收和散射的作用效果不同，从而在底片上形成黑度不同的影像，进而观测材料内部损伤的一种检测方法，如一种提高检测精度的金属管道X射线探伤装置(授权公布号：CN215678173U)，但不适用于检测金属基复材表面的损伤。工业CT法将X射线检测法从二维扩展到三维，但其检测原理与X射线检测法基本相同，同样不适用于检测金属基复材表面的损伤。涡流检测法利用金属的涡流效应进行检测，无法检测异质、非连续的金属基复材表面损伤。红外热成像法通过测量物体表面的红外线辐射能量来判断金属的内部缺陷，难以对金属基复材进行准确检测。荧光渗透法是利用毛细现象检查材料表面开口损伤的一种无损检测方法，如一种荧光渗透检测方法及其应用(公开号：CN115372253 A)，可应用于检测金属基复材表面的开放式损伤，但该方法需要检测人员在暗室中观察缺陷，检测效率低，易产生视觉疲劳从而造成错检。此前，偏振激光散射检测方法被应用于检测石英玻璃等半导体材料的亚表面损伤(一种高效检测石英玻璃加工亚表面损伤的装置，公布号：CN115356263 A)，尚未有应用于金属基复材检测的报道。
技术实现思路
[0004]为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术要设计一种采用偏振激光散射检测金属基复材表面损伤的装置，能实现对金属基复材表面损伤的高效检测。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种采用偏振激光散射检测金属基复材表面损伤的装置，包括激光器、光路盒、光电检测器、移动平台和计算机控制系统；所述的激光器安装于光路盒的一侧，所述的移动平台安装于光路盒的下侧、所述的光电检测器和计算机控制系统位于光路盒的外侧；
[0006]所述的激光器提供检测信号源；
[0007]所述的光路盒包括扩束镜、偏振片、偏振分光镜、四分之一波片、格兰镜和塑料盒；所述扩束镜、偏振片和偏振分光镜从左到右依次放置于塑料盒的底层且中心对齐，通过塑料卡槽固定在塑料盒中；
[0008]所述的扩束镜用于调节检测激光的直径；
[0009]所述的偏振片将检测激光变为P偏振光；
[0010]所述的偏振分光镜将P偏振光反射到金属基复材样品表面上，并分离从金属基复材样品表面散射产生的部分偏振光和S偏振光；
[0011]所述的四分之一波片和格兰镜分别放置于塑料盒的中层和顶层，且中心与偏振分光镜对齐，通过塑料卡槽固定在塑料盒中；
[0012]所述的四分之一波片将部分偏振光增强为S偏振光；
[0013]所述的格兰镜过滤掉除S偏振光外的其他光线；
[0014]所述的塑料盒在扩束镜左侧、偏振分光镜下侧和格兰镜上侧开口；
[0015]所述的光电检测器放置于格兰镜上侧，用于检测S偏振光的强度；
[0016]所述的计算机控制系统包括数据采集卡、计算机和运动控制器，用于采集和分析信号并对移动平台进行控制；
[0017]所述的数据采集卡将光电检测器接收到的电信号转化为数字信号，并将数字信号传送到计算机；
[0018]所述的计算机对数据采集卡采集到的数字信号进行分析处理；
[0019]所述的运动控制器接收计算机的指令，控制移动平台移动；
[0020]所述的移动平台在运动控制器的控制下沿X轴、Y轴按照S型路线进行移动，直至金属基复材样品检测完成。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0022]1、本专利技术对光学元件进行了集成，使用光路盒即可产生用于检测的光径可调的P偏振光，并可实现对包含损伤信息的散射激光进行分离和增强，便于检测装置的使用和安装。
[0023]2、本专利技术采用扩束镜，简单实现了对检测速度和检测精度的小范围调节。
[0024]3、本专利技术可实现对金属基复材表面损伤的高效检测，并可应用于金属基复材表面损伤的在线检测，相较于现有检测方法更具有工业价值。
附图说明
[0025]图1表示本专利技术的结构示意图。
[0026]图2表示本专利技术所述光路盒的作用示意图。
[0027]图3表示本专利技术扫描检测的路径示意图。
[0028]图中：1、激光器，2、检测激光，3、扩束镜，4、偏振片，5、P偏振光，6、偏振分光镜，7、金属基复材样品，8、移动平台，9、部分偏振光，10、四分之一波片，11、格兰镜，12、塑料盒，13、S偏振光，14、光电检测器，15、数据采集卡，16、计算机，17、运动控制器，18、S型路线。
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本专利技术进行进一步地描述。如图1
‑
3所示，一种采用偏振激光散射
检测金属基复材表面损伤的装置，包括激光器1、光路盒、光电检测器14和计算机控制系统；
[0030]所述的激光器1提供检测信号源；
[0031]所述的光路盒包括扩束镜3、偏振片4、偏振分光镜6、四分之一波片10、格兰镜11和塑料盒12；扩束镜3、偏振片4和偏振分光镜6从左到右依次放置于塑料盒12的底层且中心对齐，通过塑料卡槽固定在塑料盒12中；
[0032]所述的扩束镜3可调节检测激光2的直径；
[0033]所述的偏振片4将检测激光2变为P偏振光5；
[0034]所述的偏振分光镜6将P偏振光5反射到金属基复材样品7表面上，并分离从金属基复材样品7表面散射产生的部分偏振光9和S偏振光13；
[0035]所述的四分之一波片10和格兰镜11分别放置于塑料盒12的中层和顶层，且中心与偏振分光镜6对齐，通过塑料卡槽固定在塑料盒12中；
[0036]所述的四分之一波片10将部分偏振光9增强为S偏振光13；
[0037]所述的格兰镜11过滤掉除S偏振光13外的其他光线；
[0038]所述的塑料盒12在扩束镜3左侧、偏振分光镜6下侧和格兰镜11上侧开口；
[0039]所述的光电检本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种采用偏振激光散射检测金属基复材表面损伤的装置，其特征在于：包括激光器(1)、光路盒、光电检测器(14)、移动平台(8)和计算机控制系统；所述的激光器(1)安装于光路盒的一侧，所述的移动平台(8)安装于光路盒的下侧、所述的光电检测器(14)和计算机控制系统位于光路盒的外侧；所述的激光器(1)提供检测信号源；所述的光路盒包括扩束镜(3)、偏振片(4)、偏振分光镜(6)、四分之一波片(10)、格兰镜(11)和塑料盒(12)；所述扩束镜(3)、偏振片(4)和偏振分光镜(6)从左到右依次放置于塑料盒(12)的底层且中心对齐，通过塑料卡槽固定在塑料盒(12)中；所述的扩束镜(3)用于调节检测激光(2)的直径；所述的偏振片(4)将检测激光(2)变为P偏振光(5)；所述的偏振分光镜(6)将P偏振光(5)反射到金属基复材样品(7)表面上，并分离从金属基复材样品(7)表面散射产生的部分偏振光(9)和S偏振光(13)；所述的四分之一波片(10)和格兰镜(11)分别放置于塑料盒(12)的中...
【专利技术属性】
技术研发人员：白倩，石芳媛，康仁科，焦彦淞，潘冉，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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