[发明专利]非线性超声评估优化热处理工艺的方法和装置

权利要求书

1.一种非线性超声评估优化热处理工艺的方法，其特征在于：将经过热处理工艺的试件固定并导入与适合频率的超声波，分别获取上述超声波的基频信号A₁和二次谐波的波幅A₂，计算出试件的相对非线性声学参数β′，其中基于得到的相对非线性声学参数的值β′，比较未处理材料和经过不同热处理过程的非线性声学参数的不同，选择非线性声学参数最低的一组试件，该组试件采用的处理工艺作为最优化的热处理工艺。

2.根据权利要求1所述的一种非线性超声评估优化热处理工艺的方法，其检测步骤如下：

1)将经过不同热处理工艺的试件固定；

2)根据试件的材质选择适合的超声波频率，由信号激励器产生超声信号；

3)由激励探头将信号导入试料，再由接收探头接收并返回至接收单元；

4)接收单元将接收的信号滤波，并将信号在示波器上经过100～2000次平均后存储；

5)将存储的信号经过Hanning窗户处理，选择其中稳定的部分进行时-频变换，有效获得基频导波的幅度A₁和双倍频二阶谐波的信号幅度A₂，计算数值；

6)计算相对非线性声学参数：

非线性声学参数β的值与基频波和二阶谐波的波幅相关，其计算公式为

β=8A2A12k2x]]>

其中A₁和A₂分别是基频波波和二阶谐波的振幅，k是波数，x是波传播的距离；试验中只需要得到相对的非线性声学系数β′即可，表达式如下：

β′=A2A12∝β;]]>

7)基于得到的相对非线性声学参数的值，比较未处理材料和经过不同热处理过程的非线性物理参数的不同，选择非线性参数最低的一组作为最优化的热处理工艺。

3.根据权利要求2所述的一种非线性超声评估优化热处理工艺的方法，其特征在于：步骤1)中，将试件固定在夹具中进行超声信号导入及接收。

4.根据权利要求2所述的一种非线性超声评估优化热处理工艺的方法，其特征在于：步骤2)中信号激励器产生超声信号通过衰减器以提高信噪比，然后由激励探头导入试件。

5.根据权利要求2所述的一种非线性超声评估优化热处理工艺的方法，其特征在于：步骤3)中，为保证统一的耦合状态，在激励探头和接收探头上固定装置以保证换能器与试件接触耦合状态稳定，其中接收探头接收超声信号经前置放大器放大后回到接收器中。

6.根据权利要求2所述的一种非线性超声评估优化热处理工艺的方法，其特征在于：步骤4)中，接收单元将接收的信号通过功率放大器后滤波，利用示波器获取接收到的信号波形，将其输入计算机中；由信号接收器获得的数据也一并输入计算机。