[发明专利]固体材料预紧力和温度的超声波双波测量方法、用途及设备

权利要求书

1.一种固体材料预紧力和温度的超声波双波测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01：获取固体材料在第一状态下的温度T₀和预紧力F₀，以及在该状态下超声波双波的第一模态波声时T_S0及第二模态波声时T_L0；

S02：测量固体材料在未知状态下超声波双波的第一模态波时间T_S和第二模态波时间T_L；

S03：获取固体材料的第一模态波温度影响系数K_TS、第二模态波温度影响系数K_TL，以及相同规格和几何形状被测固体材料中的第一模态波预紧力影响系数K_FS、第二模态波预紧力影响系数K_FL；

S04：根据一阶泰勒近似得到超声波双波声时相对变化的关系为：

(T_S-T_S0)/T_S0＝K_TS·(T-T₀)+K_FS·(F-F₀) (I)

(T_L-T_L0)/T_L0＝K_TL·(T-T₀)+K_FL·(F-F₀) (II)

其中，F为测量预紧力，T为测量温度；

联合公式(I)和(II)解得测量预紧力F：

解得测量温度T：

2.根据权利要求1所述的固体材料预紧力和温度的超声波双波测量方法，其特征在于，所述步骤S04之后还包括：

S05：获取固体材料的第一模态波另一温度影响系数K_TS2、第二模态波另一温度影响系数K_TL2，以及相同规格和几何形状被测固体材料中的第一模态波另一预紧力影响系数K_FS2、第二模态波另一预紧力影响系数K_FL2；

S06：根据二阶泰勒近似得到超声波双波声时相对变化的关系为：

(T_S-T_S0)/T_S0＝K_TS·(T-T₀)+K_TS2·(T-T₀)²+K_FS·(F-F₀)+K_FS2·(F-F₀)² (III)

(T_L-T_L0)/T_L0＝K_TL·(T-T₀)+K_TL2·(T-T₀)²+K_FL·(F-F₀)+K_FL2·(F-F₀)² (IV)

S07：联合公式(III)和(IV)解得测量预紧力F和测量温度T。

3.根据权利要求1或2所述的固体材料预紧力和温度的超声波双波测量方法，其特征在于，所述第一模态波和所述第二模态波为横波、纵波、表面波、导波、爬波或以上任意两种模态的组合波。

4.根据权利要求1或2所述的固体材料预紧力和温度的超声波双波测量方法，其特征在于，所述步骤S01中的数据通过测量得到或者查找记录数据得到。

5.根据权利要求2所述的固体材料预紧力和温度的超声波双波测量方法，其特征在于，所述步骤S03和步骤S05中的数据通过标定数据库查找得到。