0071 ]超声波信号激发模块2.1，与所述临界折射纵波激发探头1.1和纵波平探头1.3连 接，用于激发临界折射纵波激发探头1.1发射临界折射纵波，激发纵波平探头1.3发射超声 波纵波信号；
[0072] 超声波信号采集模块2.2，与所述临界折射纵波接收探头1.2和纵波平探头1.3连 接，用于采集临界折射纵波接收探头1.2接收的临界折射纵波和纵波平探头1.3接收的纵波 回波信号；
[0073] 所述信号处理板卡3.0包括：
[0074] 纵波衰减度计算模块3.1，用于根据纵波平探头1.3发射的超声波纵波信号和接收 的纵波回波信号计算出测试区域的纵波衰减度值；
[0075] 数据库模块3.2,包括材料的微观特性与纵波衰减度的关系数据库、材料的微观特 性与临界折射纵波在所述材料的零应力样中传播时间的关系数据库和材料的微观特性与 声弹性系数的关系数据库；
[0076] 残余应力计算模块3.3，用于处理临界折射纵波激发探头1.1发射的临界折射纵波 信号和临界折射纵波接收探头1.2接收的临界折射纵波信号，并根据纵波衰减度计算模块 3.1得到的测试区域纵波衰减度值和数据库模块3.2中的关系数据库，计算测试区域的残余 应力值；
[0077] 所述控制终端4.0用于指令控制多通道超声卡2.0和信号处理板卡3.0中的每一个 模块。
[0078] 本例中，在所述数据库模块3.2包括的关系数据库中，所述材料的微观特性包括材 料的析出相量。即所述数据库模块3.2包括材料的析出相量与纵波衰减度的关系数据库、材 料的析出相量与临界折射纵波在所述材料的零应力样中传播时间的关系数据库和材料的 析出相量与声弹性系数的关系数据库。
[0079] 实施例Ξ
[0080] -种超声波残余应力测试设备，包括超声换能器组、多通道超声卡2.0、信号处理 板卡3.0和控制终端4.0，所述超声换能器组包括临界折射纵波激发探头1.1和临界折射纵 波接收探头1.2,其结构特点是:所述超声换能器组还包括可向待测焊件的测试区域发射超 声波纵波信号并接收纵波回波信号的纵波平探头1.3,用于对待测焊件的测试区域进行衰 减度测试；
[0081] 所述多通道超声卡2.0包括：
[0082] 超声波信号激发模块2.1，与所述临界折射纵波激发探头1.1和纵波平探头1.3连 接，用于激发临界折射纵波激发探头1.1发射临界折射纵波，激发纵波平探头1.3发射超声 波纵波信号；
[0083] 超声波信号采集模块2.2，与所述临界折射纵波接收探头1.2和纵波平探头1.3连 接，用于采集临界折射纵波接收探头1.2接收的临界折射纵波和纵波平探头1.3接收的纵波 回波信号；
[0084] 所述信号处理板卡3.0包括：
[0085] 纵波衰减度计算模块3.1，用于根据纵波平探头1.3发射的超声波纵波信号和接收 的纵波回波信号计算出测试区域的纵波衰减度值；
[0086] 数据库模块3.2,包括材料的微观特性与纵波衰减度的关系数据库、材料的微观特 性与临界折射纵波在所述材料的零应力样中传播时间的关系数据库和材料的微观特性与 声弹性系数的关系数据库；
[0087] 残余应力计算模块3.3，用于处理临界折射纵波激发探头1.1发射的临界折射纵波 信号和临界折射纵波接收探头1.2接收的临界折射纵波信号，并根据纵波衰减度计算模块 3.1得到的测试区域纵波衰减度值和数据库模块3.2中的关系数据库，计算测试区域的残余 应力值；
[008引所述控制终端4.0用于指令控制多通道超声卡2.0和信号处理板卡3.0中的每一个 模块。
[0089]本例中，在所述数据库模块3.2包括的关系数据库中，所述材料的微观特性包括材 料的晶粒度和材料的析出相量。即所述数据库模块3.2包括材料的晶粒度与纵波衰减度的 关系数据库、材料的晶粒度与临界折射纵波在所述材料的零应力样中传播时间的关系数据 库、材料的晶粒度与声弹性系数的关系数据库、材料的析出相量与纵波衰减度的关系数据 库、材料的析出相量与临界折射纵波在所述材料的零应力样中传播时间的关系数据库和材 料的析出相量与声弹性系数的关系数据库。
【主权项】
1. 一种超声波残余应力测试设备，包括超声换能器组、多通道超声卡（2.0)、信号处理 板卡(3.0)和控制终端(4.0)，所述超声换能器组包括临界折射纵波激发探头（1.1)和临界 折射纵波接收探头（1.2)，其特征在于:所述超声换能器组还包括可向待测焊件的测试区域 发射超声波纵波信号并接收纵波回波信号的纵波平探头（1.3)，用于对待测焊件的测试区 域进行衰减度测试； 所述多通道超声卡(2.0)包括： 超声波信号激发模块(2.1 )，与所述临界折射纵波激发探头（1.1)和纵波平探头（1.3) 连接，用于激发临界折射纵波激发探头（1.1)发射临界折射纵波，激发纵波平探头（1.3)发 射超声波纵波信号； 超声波信号采集模块(2.2)，与所述临界折射纵波接收探头（1.2)和纵波平探头（1.3) 连接，用于采集临界折射纵波接收探头（1.2)接收的临界折射纵波和纵波平探头（1.3)接收 的纵波回波信号； 所述信号处理板卡(3.0)包括： 纵波衰减度计算模块(3.1 )，用于根据纵波平探头（1.3)发射的超声波纵波信号和接收 的纵波回波信号计算出测试区域的纵波衰减度值； 数据库模块(3.2)，包括材料的微观特性与纵波衰减度的关系数据库、材料的微观特性 与临界折射纵波在所述材料的零应力样中传播时间的关系数据库和材料的微观特性与声 弹性系数的关系数据库； 残余应力计算模块(3.3)，用于处理临界折射纵波激发探头（1.1)发射的临界折射纵波 信号和临界折射纵波接收探头（1.2)接收的临界折射纵波信号，并根据纵波衰减度计算模 块(3.1)得到的测试区域纵波衰减度值和数据库模块(3.2)中的关系数据库，计算测试区域 的残余应力值； 所述控制终端(4.0)用于指令控制多通道超声卡(2.0)和信号处理板卡(3.0)中的每一 个模块。2. 根据权利要求1所述的一种超声波残余应力测试设备，其特征在于:在所述数据库模 块(3.2)包括的关系数据库中，所述材料的微观特性包括材料的晶粒度。3. 根据权利要求1所述的一种超声波残余应力测试设备，其特征在于:在所述数据库模 块(3.2)包括的关系数据库中，所述材料的微观特性包括材料的析出相量。
【专利摘要】一种超声波残余应力测试设备，包括超声换能器组、多通道超声卡、信号处理板卡和控制终端，所述超声换能器组包括临界折射纵波激发探头和临界折射纵波接收探头，所述超声换能器组还包括可向待测焊件的测试区域发射超声波纵波信号并接收纵波回波信号的纵波平探头；所述多通道超声卡包括：超声波信号激发模块和超声波信号采集模块；所述信号处理板卡包括纵波衰减度计算模块、数据库模块和残余应力计算模块，所述控制终端用于指令控制多通道超声卡和信号处理板卡中的每一个模块。该设备可修正由于待测焊件的焊缝区域、热影响区域以及母材区域微观组织差异对超声波残余应力测试的影响，显著提高超声波对焊接接头残余应力的测试精度。
【IPC分类】G01L5/00
【公开号】CN105628283
【申请号】CN201610200729
【发明人】苟国庆, 朱其猛, 陈佳, 陈辉, 安江丽, 刘亚丽, 朱鹏飞, 覃超, 朱忠尹, 马传平
【申请人】西南交通大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月31日