[发明专利]一种利用相图测量材料的声非线性系数的方法

权利要求书

1.一种利用相图测量材料的声非线性系数的方法，其特征在于：是利用有限振幅超声对存在力学非线性的材料进行无损检测，根据检测获得的位移信号和声压信号或位移信号和质点振动速度信号形成相图，然后根据所述相图特征对材料的声非线性系数进行测量。

2.根据权利要求1所述的利用相图测量材料的声非线性系数的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)在材料的一端激励有限振幅超声信号，并在材料中传播，然后被设置在材料另一端的信号接收器接收并传输到信号记录器中记录；

2)根据步骤1)记录的信号获得并换算出位移信号和声压信号或位移信号和质点振动速度信号，然后利用位移信号和声压信号或位移信号和质点振动速度信号绘制相图；

3)通过公式β＝4.7㏑(S₁/S₂)/xP计算得出材料的声非线性系数，式中：β为声非线性系数、S₁/S₂为相图中以X轴为分界的上下相图面积之比或以Y轴为分界的右左相图面积之比、x为超声传播距离或材料的厚度、P为声压值。

3.根据权利要求2所述的利用相图测量材料的声非线性系数的方法，其特征在于：步骤1)所述有限振幅超声信号为至少20周正弦信号。

4.根据权利要求2所述的利用相图测量材料的声非线性系数的方法，其特征在于：步骤1)所述有限振幅超声信号是将信号发生器产生的电信号传输至功率放大器，放大后再施加到超声传感器上产生的。

5.根据权利要求2所述的利用相图测量材料的声非线性系数的方法，其特征在于：步骤1)所述材料为流体，所述信号接收器为声压接收器，接收到的信号为声压信号P，然后通过公式P＝zv来换算质点振动速度信号v，式中：z为材料的声阻抗；所述位移信号是通过对质点振动速度信号v对时间进行数值积分后获得。

6.根据权利要求2所述的利用相图测量材料的声非线性系数的方法，其特征在于：步骤1)所述材料为固体，所述信号接收器为超声传感器，接收到的信号为位移信号，所述质点振动速度信号是位移信号对时间进行数值求导后获得。

7.根据权利要求2所述的利用相图测量材料的声非线性系数的方法，其特征在于：步骤1)所述信号记录器为示波器或计算机。