[发明专利]板中微裂纹检测用非线性Lamb波混频方法

权利要求书

1.板中微裂纹检测用非线性Lamb波混频系统，其特征在于：该系统包括计算机(1)、非线性声学测量系统(2)、信号选择器(3)、数字示波器(4)、50Ω负载阻抗匹配(5)、可调衰减器(6)、超声波激励探头(7)、待测试件(8)、超声波接收探头(9)；计算机(1)与非线性声学测量系统(2)之间通过信号线相连，采用软件设定各种参数控制非线性声学测量系统硬件激励和接收超声波信号、并对信号进行处理；非线性声学测量系统(2)的高能脉冲信号输出端通过50Ω负载(5)、可调衰减器(6)，然后与超声波激励探头(7)相连；超声波接收探头(9)接收透过试件的超声波信号，一路信号直接送入非线性声学测量系统通道1，通过非线性声学测量系统(2)的射频信号监控端与信号选择器(3)相连，将接收信号送入数字示波器(4)。

2.依权利要求1所述的板中微裂纹检测用非线性Lamb波混频系统，板中微裂纹检测用非线性Lamb波混频方法，其特征在于：本方法通过以下步骤实现：

1)按照试验装置连接试验设备，将超声波激励探头(7)、超声波接收探头(9)分别布置在微裂纹的两侧；

2)根据SNAP系统测出激励与接收探头的频率响应特性，根据激励与接收探头的频率响应特性在幅值衰减小于-3dB的频率范围内并且根据钢板的相速度和群速度频散曲线，并且考虑接收探头对产生的和频成分接收能力以及两个基频成分和和频成分必须满足相速度和群速度匹配原理；基于以上原因确定两个激励频率和所激励的Lamb波模态；最后在声学非线性系统SNAP系统combine模式下激励的两个频率单一S0模态Lamb波信号；

3)根据不同频率下的S0模态Lamb波速度，计算激励信号的时延差，确保两探头发出的信号同时到达裂纹处；

4)从示波器中截取直达波信号，将其进行快速傅里叶变换提取和频成分和两个基频成分；

5)重复上述步骤1)～步骤3)，对不同微裂纹长度的试件进行检测，将快速傅里叶变换之后进行基频归一化，观察其变化规律；计算各自非线性系数，进而利用非线性系数对不同微裂纹长度进行评价；

6)最后根据时频分析对产生的和频成分进行模态的确认；从实验结果中验证基频成分与和频成分满足了相速度匹配和群速度匹配原理。