基于相关峰值插值法的超声应力测量

巢　旭，华云松，吴　莹

(上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海　200093)

0　引言

构件的内部应力，特别是其残余应力是一项重要的力学参数，决定了构件的力学性能，如静力强度、疲劳强度、几何变形及抗腐蚀能力等。为了消除构件的残余应力，确保其安全性和可靠性，工程技术人员必须利用检测技术测定构件残余应力分布的情况。对于应力的测量，在国内外已开展多年，已形成多种测量方法[1]。在这些测量方法中，超声波法具有便于现场测量、既能测表面又能测内部应力以及对构件无损等特点，因此，利用超声波法对应力进行测量的潜力是不言而喻的。由于受到采样精度、采样率、电路噪声和测试现场环境噪声的影响，采集的超声信号中不可避免地存在误差和噪声，所以必须对超声信号做进一步的分析和处理，以提高测量结果的准确性、可靠性和抗干扰性。文中主要结合相关法和插值法对超声信号进行处理，以得到准确的传播时间，实现对构件应力的测量。

1　超声应力测量原理

研究表明，在对应力敏感的几种超声波型中，临界折射纵波是测量构件应力最有效的波型之一[2]，笔者采用临界折射纵波测量构件应力。为尽可能避免由电气延时导致的测量误差，探头布置采用一发两收的形式。被测构件任一位置的超声波速是由其负载应力、残余应力、织构以及温度所决定的，当两个接收探头的间距固定时，超声波在构件表面的传播时间差正比于波速[3]。……