[發明專利]固體材料非均勻性質的無損檢測方法

無效

• 申請號: 201010191680.1
• 申請日: 2010-06-04
• 公開（公告）號: CN102012401A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 沈中華;董利明;阿雷克塞.羅莫諾索夫;倪辰蔭;倪曉武
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/34
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 唐代盛

1.一種固體材料非均勻性質的無損檢測方法，其特征在于步驟如下：

第一步，通過探測N個由激光激發并傳播不同距離的聲表面波信號，N≥2；

第二步，對獲取的N個傳播不同距離的聲表面信號數據進行處理，即：

(1)首先把每個信號離散傅里葉變換為振幅譜和相位譜，得到各頻率成分下與波傳播距離x_i相關的N個振幅值A_i(i＝1…N)和N個相位值其中相位是距離x_i的函數；

(2)通過最小二乘法把各頻率下相位和距離的關系擬合成直線；

(3)各頻率時的相速度則為f為頻率，k為直線的斜率，根據各頻率的相速度值C_f得到色散曲線，從而反映了固體材料的非均勻性質。

2.根據權利要求1所述的固體材料非均勻性質的無損檢測方法，其特征在于第一步中探測N個由激光激發并傳播不同距離的聲表面波信號的方法為：

首先設計檢測系統，該檢測系統包含脈沖激光器、柱面透鏡、N個壓電換能器、固體材料樣品、多通道ADC和計算機，計算機、多通道ADC、N個壓電換能器依次相連；將脈沖激光器發出的短脈沖激光作為激光光源，通過柱面透鏡把激光聚焦成線光源輻照在固體材料樣品表面，作為固體材料樣品的聲表面波的激發源，固體材料吸收脈沖激光能量后，在樣品表面很窄的激光聚集區域內產生一個局部的短脈沖的熱應力，激發出寬帶的聲表面波激發出聲表面波，并沿表面傳播；

各壓電換能器固定在線光源中軸線方向上，分別把位于x_i(i＝1…N)處的壓電換能器下壓至固體材料樣品表面，依次探測不同位置的聲表面波信號，也即探測到傳播不同距離的聲表面波，并把聲表面波信號轉換成電信號輸入多通道ADC，然后多通道ADC把各壓電換能器探測到的聲表面波信號轉換成數字信號輸入計算機，該計算機記錄各聲表面波的信號數據并進行后續的數據處理。

3.根據權利要求1所述的固體材料非均勻性質的無損檢測方法，其特征在于第一步中探測N個由激光激發并傳播不同距離的聲表面波信號的方法為：

首先設計檢測系統，該檢測系統包括脈沖激光器、柱面透鏡、步進電機、單個壓電換能器、固體材料樣品、單通道示波器和計算機，步進電機分別連接脈沖激光器、柱面透鏡，該計算機控制單通道示波器、步進電機，單通道示波器與單個壓電換能器相連，脈沖激光器激發的短脈沖激光通過柱面透鏡聚焦線光源輻照在固體材料樣品表面xi(i＝1…N)的位置，作為固體材料表面的聲表面波的激發源，固體材料吸收脈沖激光能量后，在樣品表面很窄的激光聚集區域內產生一個局部的短脈沖的熱應力，激發出寬帶的聲表面波激發出聲表面波，并沿表面傳播；

其中脈沖激光器和柱面鏡固定在步進電機的平移臺上，計算機控制步進電機使激光線光源沿軸向精確移動，在不同的位置x_i(i＝1…N)處激發聲表面波，單個壓電換能器固定在線光源中軸線方向上，下壓至固體材料樣品表面，探測從x_i(i＝1…N)處激發的聲表面波，單通道示波器把換能器探測的聲表面波信號轉換成數字信號輸入電腦，并進行后續的數據處理。

4.根據權利要求2或3所述的固體材料非均勻性質的無損檢測方法，其特征在于各壓電換能器采用圓形探測頭。