[发明专利]通过超声表面波检测材料氢损伤的装置及方法

权利要求书

1.一种通过超声表面波检测材料氢损伤的装置， 其特征在于，包含高频超声表面波发射、接收系统和便携式工控机（13）；所述高频超声表面波发射接收系统包括高频超声表面波发射探头（1）、高频超声表面波接收探头（2）、基板（3）、导轨（4）和定位螺母（5），所述高频超声表面波发射探头（1）、高频超声表面波接收探头（2）设置在基板（3）中间的导轨（4）上，由定位螺母（5）卡位固定，所述基板（3）放置在待测设备或材料（01）上；所述便携式工控机（13）包括数据采集模块（6）、发射模块（7）、信号处理模块（8）、功率放大模块（9）、 A/D转换模块（10）、信号发生模块（11）、软件控制平台（12）及其连接线，所述软件控制平台（12）通过信号发生模块（11）、功率放大模块（9）、发射模块（7）向高频超声表面波发射探头（1）输出信号，发射模块（7）的输出与高频超声表面波发射探头（1）的输入端相连；所述高频超声表面波接收探头（2）的输出与所述数据采集模块（6）的输入端相连，所述数据采集模块（6）自高频超声表面波接收探头（2）接收的信号通过信号处理模块（8）、A/D转换模块（10）将处理的信号输入软件控制平台（12），由便携式工控机（13）进行操作与控制。

2. 根据权利要求1所述的通过超声表面波检测材料氢损伤的装置，其特征在于，所述高频超声表面波发射探头（1）、高频超声表面波接收探头（2）设置在基板（3）中间同一个导轨（4）上，由不同的定位螺母（5）固定它们彼此在同一个导轨（4）上的距离。

3. 根据权利要求1所述的通过超声表面波检测材料氢损伤的装置，其特征在于，所述高频超声表面波发射探头（1）、高频超声表面波接收探头（2）设置在基板（3）中间不同的导轨上，由不同的定位螺母（5）固定它们在不同导轨上的距离。

4. 根据权利要求1所述的通过超声表面波检测材料氢损伤的装置，其特征在于，所述高频超声表面波发射探头（1）、高频超声表面波接收探头（2）都与楔块相配合，从而产生由纵波到表面波的波形模式转换。

5. 一种通过超声表面波检测材料氢损伤的方法，其特征在于，包含以下步骤：

（1）检测装置的应用

将高频超声表面波发射探头（1）、高频超声表面波接收探头（2）设置在基板（3）中间的导轨（4）上，用定位螺母（5）固定好位置，控制好所述发射探头与接收探头的检测距离，在所述发射探头（1）与接收探头（2）上涂上耦合剂，将所述基板（3）贴置在待测设备或材料（01）上；

（2）软件控制平台（12）的设置

在软件控制平台（12）中设置基于USPC-3100超声数据采集卡编写的Labview数据处理软件，用所述软件设定发射信号的频率、激励频率、增益、探头收发模式的参数，然后，由软件控制平台（12）触发信号脉冲；

（3）产生超声表面波

软件控制平台（12）触发的信号通过信号发生模块（11）、功率放大模块（9）、发射模块（7）和高频超声表面波发射探头（1）引发纵波模式，通过表面波楔块导致波的模式转换，从而产生在待测设备或材料（01）表面传播的超声波、即超声表面波；

（4）超声表面波的传播与信号的转换

步骤（3）产生的超声表面波在待测设备或材料（01）上沿着所述导轨（4）方向传播一段距离后，到达高频超声表面波接收探头（2），此时，机械振动信号转换成电压信号，所述电压信号再由数据采集模块（6）对所截取的电压信号进行采集、并由信号处理模块8进行处理数据处理，得到模拟信号；

（5）电压信号转换数字信号

步骤（4）所述的电压信号由数据采集模块（6）、信号处理模块（8）进行处理后，再由A/D转换模块（10）变成数字信号，所述数字信号进入软件控制平台（12）；

（6）检测设备或材料的氢损伤程度

由软件控制平台（12）中的交互式Labview数据处理软件对步骤（5）的数字信号进行分析处理，即可检测或判断待测设备或材料（01）的氢损伤程度；所述软件控制平台（12）受便携式工控机（13）的操作与控制。