一种利用超声测力的新技术

超声波能灵敏地反映被测件内部的信息，利用超声可无损测定被测对象积聚的应力。基于超声波声弹性理论的应力测量仪是利用了被测对象中超声波速与应力之间的存在固有的关系并将这种特性转为数字信号表征的力学定量检测产品。超声波检测残余应力分为两种情况：1）检测试件内部应力；2）检测试件表面应力。

超声波无损检测技术对于大多数介质而言穿透能力比较强，在一些金属材料中穿透能力可达数米，并且超声检测仪器可便携到室外或现场使用，与上述章节所述的其他应力检测方法相比，使用超声检测应力方法具有以下优势：

u  不对被测对象产生任何损伤

u  测量快速，单点测试不超过4s，可实现实时检测，也可用于系统集成实现自动化或半自动化应力检测

u  测量深度较大，近表面应力检测深度2mm以内，体应力检测深度10mm以上

u  无任何辐射，操作安全，无需任何防护

u  既可测量应力，也可检测试件内部的缺陷，还可用于高精度测厚

适用材料广泛，理论上可以应用于任何非吸声材料。

                              

图1.1.2 基于超声的应力测量原理示意图

         利用超声检测应力的基本原理如图1.1.2所示。整个仪器主要由：超声脉冲信号源、数据采集模块、数据分析预处理模块、应力分析软件系统、超声波探头及人机交互终端组成。在被测对象上安放两个超声波探头，分别是发射和接收探头，探头的另外一端分别连接到仪器的信号端口。仪器向发射探头发出激励信号后，发射探头激发出超声波并沿被测对象传播，当超声波遇到有应力聚集的区域，超声波传播的速度发生变化（更准确地说是相位），如图1.1.2所示，接收探头采集到信号回传至测量仪器，由仪器分析捕捉到这个速度变化量，结合事先标定的材料特征参数，可计算出目标区域应力的大小。