张 锐，石友安，魏 东，朱目成

(1.西南科技大学 制造科学与工程学院,绵阳 621000;2.中国空气动力研究与发展中心,绵阳 621000)

超声固体测温是一种可实现结构内部温度实时分布的无损检测技术，其检测原理是基于超声波传播速度与温度的相关性，通过对超声传播时间(简称声时)的检测，经换算得到波速，再根据相关性获得介质的温度。超声在固体介质中传播时存在多种传播波形(如纵波、横波、兰姆波、瑞利波等)，其传播行为也比较复杂。目前，国内外关于波速与温度的关系式大多是通过检测得到的，且大多数是基于超声测厚或超声检测设备开展研究的[1-2]，声时检测精度多为微秒级，无法获得1 ℃引起的声时变化，且现有研究结果重复性不好。这些都在很大程度上限制了超声固体测温的精度和适用范围。

文章分析了超声固体测温中声时的温度灵敏度，在现有超声检测设备的基础上，采用电磁超声检测技术，搭建了基于声时检测的超声固体测温原理性试验平台，针对典型均匀材料开展了超声横波波速与温度的相关性表征试验，对其影响因素及规律进行了分析，为高温条件下超声波固体测温提供了依据。

1 声时的温度灵敏度特性分析

以二维温度场的超声检测为例，假设结构左端受到热流的加热作用，超声测温时声波探头安装在结构右端。采用脉冲回波法进行检测时，超声波在固体介质中的传播时间tL可表示为

(1)

式中：L为超声波在介质中的单向传播距离；……