技術(shù)特征：

1.一種用于確定材料的彈性模量的空氣耦合超聲檢測(cè)方法，其特征在于，采用空氣耦合超聲檢測(cè)設(shè)備實(shí)施所述空氣耦合超聲檢測(cè)方法，所述空氣耦合超聲檢測(cè)設(shè)備包括超聲波的發(fā)射探頭和接收探頭，所述空氣耦合超聲檢測(cè)方法包括以下步驟：

步驟一、根據(jù)對(duì)稱模式和反對(duì)稱模式的導(dǎo)波頻散關(guān)系式，由給定的頻厚積、由待測(cè)材料制成的待測(cè)板的密度以及彈性模量和泊松比的估計(jì)值，求解出給定的頻厚積下各個(gè)模態(tài)的導(dǎo)波相速度，進(jìn)而得到待測(cè)材料中導(dǎo)波的第一理論頻散曲線，所述第一理論頻散曲線為對(duì)稱模式及反對(duì)稱模式的相速度-頻厚積曲線，其中對(duì)稱模式和反對(duì)稱模式的導(dǎo)波頻散關(guān)系式分別為如下的公式(1)、(2)：

$\frac{tan\mathrm{\β}\frac{d}{2}}{\tan \mathrm{\α}\frac{d}{2}}=-\frac{4{\mathrm{\α\βk}}^2}{{(k^2-{\mathrm{\β}}^2)}^2}---\left(1\right)$

$\frac{tan\mathrm{\β}\frac{d}{2}}{\tan \mathrm{\α}\frac{d}{2}}=-\frac{{(k^2-{\mathrm{\β}}^2)}^2}{4{\mathrm{\α\βk}}^2}---\left(2\right)$

其中，k＝ω/c，ω＝2πf，

上述公式中d是待測(cè)板的厚度，f是導(dǎo)波的頻率，ω是導(dǎo)波的角頻率，c是導(dǎo)波相速度，k為波數(shù)，C_L是待測(cè)材料中的縱波波速，C_T是待測(cè)材料中的橫波波速，E為材料彈性模量，v為泊松比，ρ為待測(cè)板的密度，d、f之積為頻厚積；

步驟二、先利用導(dǎo)波的相速度理論值和折射定律求得在給定的頻厚積下導(dǎo)波的各個(gè)模態(tài)的諧振角，然后調(diào)節(jié)所述發(fā)射探頭和所述接收探頭使其與由待測(cè)板的厚度方向的夾角為求得的各個(gè)諧振角，并在與各個(gè)諧振角對(duì)應(yīng)的頻厚積下測(cè)得待測(cè)板中的導(dǎo)波波長(zhǎng)，根據(jù)測(cè)得的導(dǎo)波波長(zhǎng)計(jì)算得到給定的頻厚積所對(duì)應(yīng)的導(dǎo)波相速度，進(jìn)而得到待測(cè)板中導(dǎo)波的第一實(shí)測(cè)頻散曲線，所述第一實(shí)測(cè)頻散曲線為對(duì)稱模式及反對(duì)稱模式的相速度-頻厚積曲線；

步驟三、根據(jù)第一理論頻散曲線得出第一導(dǎo)波相速度變化率曲線和第二導(dǎo)波相速度變化率曲線，第一導(dǎo)波相速度變化率曲線記錄有第一理論頻散曲線上每個(gè)點(diǎn)的第一相速度變化率、頻厚積及模態(tài)，每個(gè)點(diǎn)的第一相速度變化率為當(dāng)彈性模量增大預(yù)設(shè)的第一百分比幅值后導(dǎo)波相速度的理論變化量，第二導(dǎo)波相速度變化率曲線記錄有第一理論頻散曲線上每個(gè)點(diǎn)的第二相速度變化率、頻厚積及模態(tài)，每個(gè)點(diǎn)的第二相速度變化率為當(dāng)泊松比增大預(yù)設(shè)的第二百分比幅值后導(dǎo)波相速度的理論變化量，所述理論變化量均根據(jù)所述第一理論頻散曲線所對(duì)應(yīng)的導(dǎo)波頻散關(guān)系式計(jì)算得出；

步驟四、根據(jù)第一導(dǎo)波相速度變化率曲線、第二導(dǎo)波相速度變化率曲線，找出多對(duì)計(jì)算點(diǎn)對(duì)，每一對(duì)計(jì)算點(diǎn)對(duì)由第一相速度變化率大于預(yù)設(shè)的第一閾值、且第二相速度變化率異號(hào)的兩個(gè)點(diǎn)組成；

步驟五、針對(duì)計(jì)算點(diǎn)對(duì)中的每一點(diǎn)，以其對(duì)應(yīng)的彈性模量和泊松比替代步驟一中彈性模量和泊松比的估計(jì)值，并重復(fù)步驟一的計(jì)算過程得到待測(cè)材料中導(dǎo)波的第二理論頻散曲線，然后重復(fù)步驟二以基于第二理論頻散曲線測(cè)得第二實(shí)測(cè)頻散曲線；

步驟六、根據(jù)所述多對(duì)計(jì)算點(diǎn)對(duì)中各個(gè)點(diǎn)的模態(tài)和頻厚積從第二實(shí)測(cè)頻散曲線中查出各個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二實(shí)測(cè)導(dǎo)波相速度，以第二實(shí)測(cè)導(dǎo)波相速度c_i為初始解，由對(duì)稱模式和反對(duì)稱模式的導(dǎo)波頻散關(guān)系式(1)或(2)求出第二理論導(dǎo)波相速度c(f_i，c_i，ρ，E⁰，v⁰)，然后根據(jù)相速度偏差的最小平方和優(yōu)化算法，根據(jù)以下公式(3)，

$Min\[\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\left(c\right(f_i,c_i,\mathrm{\ρ},E^0,v^0)-c_i)}^2\]---\left(3\right),$

求出待測(cè)材料的彈性模量，其中，E⁰、v⁰分別為待測(cè)材料的彈性模量和泊松比，n為所述多對(duì)計(jì)算點(diǎn)對(duì)中點(diǎn)的總數(shù)量，點(diǎn)的序號(hào)i遍歷1至n，f_i是序號(hào)為i的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)波頻率。

2.如權(quán)利要求1所述的空氣耦合超聲檢測(cè)方法，其特征在于，第一百分比幅值小于2％。

3.如權(quán)利要求1所述的空氣耦合超聲檢測(cè)方法，其特征在于，第二百分比幅值小于1％。

4.如權(quán)利要求1所述的空氣耦合超聲檢測(cè)方法，其特征在于，所述空氣耦合超聲檢測(cè)設(shè)備還包括工控機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、信號(hào)發(fā)生器、功率放大器和前置放大器，其中，

所述發(fā)射探頭和所述接收探頭位于待測(cè)板的同側(cè)，且其設(shè)置方向相對(duì)于待測(cè)板的法向?qū)ΨQ，所述信號(hào)發(fā)生器經(jīng)所述功率放大器連接至所述發(fā)射探頭，所述接收探頭經(jīng)所述前置放大器連接至數(shù)據(jù)采集卡和工控機(jī)，并且所述數(shù)據(jù)采集卡還與所述信號(hào)發(fā)生器或所述功率放大器相連接，以保證發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)的同步。