[发明专利]固体材料非均匀性质的无损检测方法

权利要求书

1.一种固体材料非均匀性质的无损检测方法，其特征在于步骤如下：

第一步，通过探测N个由激光激发并传播不同距离的声表面波信号，N≥2；

第二步，对获取的N个传播不同距离的声表面信号数据进行处理，即：

(1)首先把每个信号离散傅里叶变换为振幅谱和相位谱，得到各频率成分下与波传播距离x_i相关的N个振幅值A_i(i＝1…N)和N个相位值其中相位是距离x_i的函数；

(2)通过最小二乘法把各频率下相位和距离的关系拟合成直线；

(3)各频率时的相速度则为f为频率，k为直线的斜率，根据各频率的相速度值C_f得到色散曲线，从而反映了固体材料的非均匀性质。

2.根据权利要求1所述的固体材料非均匀性质的无损检测方法，其特征在于第一步中探测N个由激光激发并传播不同距离的声表面波信号的方法为：

首先设计检测系统，该检测系统包含脉冲激光器、柱面透镜、N个压电换能器、固体材料样品、多通道ADC和计算机，计算机、多通道ADC、N个压电换能器依次相连；将脉冲激光器发出的短脉冲激光作为激光光源，通过柱面透镜把激光聚焦成线光源辐照在固体材料样品表面，作为固体材料样品的声表面波的激发源，固体材料吸收脉冲激光能量后，在样品表面很窄的激光聚集区域内产生一个局部的短脉冲的热应力，激发出宽带的声表面波激发出声表面波，并沿表面传播；

各压电换能器固定在线光源中轴线方向上，分别把位于x_i(i＝1…N)处的压电换能器下压至固体材料样品表面，依次探测不同位置的声表面波信号，也即探测到传播不同距离的声表面波，并把声表面波信号转换成电信号输入多通道ADC，然后多通道ADC把各压电换能器探测到的声表面波信号转换成数字信号输入计算机，该计算机记录各声表面波的信号数据并进行后续的数据处理。

3.根据权利要求1所述的固体材料非均匀性质的无损检测方法，其特征在于第一步中探测N个由激光激发并传播不同距离的声表面波信号的方法为：

首先设计检测系统，该检测系统包括脉冲激光器、柱面透镜、步进电机、单个压电换能器、固体材料样品、单通道示波器和计算机，步进电机分别连接脉冲激光器、柱面透镜，该计算机控制单通道示波器、步进电机，单通道示波器与单个压电换能器相连，脉冲激光器激发的短脉冲激光通过柱面透镜聚焦线光源辐照在固体材料样品表面xi(i＝1…N)的位置，作为固体材料表面的声表面波的激发源，固体材料吸收脉冲激光能量后，在样品表面很窄的激光聚集区域内产生一个局部的短脉冲的热应力，激发出宽带的声表面波激发出声表面波，并沿表面传播；

其中脉冲激光器和柱面镜固定在步进电机的平移台上，计算机控制步进电机使激光线光源沿轴向精确移动，在不同的位置x_i(i＝1…N)处激发声表面波，单个压电换能器固定在线光源中轴线方向上，下压至固体材料样品表面，探测从x_i(i＝1…N)处激发的声表面波，单通道示波器把换能器探测的声表面波信号转换成数字信号输入电脑，并进行后续的数据处理。

4.根据权利要求2或3所述的固体材料非均匀性质的无损检测方法，其特征在于各压电换能器采用圆形探测头。