In an apparatus and method for remote ultrasonic determination of thin
material properties using signal correlation, a method and apparatus are
provided by which an arbitrarily-oriented anisotropic thin material may be
interrogated for characterizing an unknown material property value
thereof. The unknown material property may comprise for example
temperature, pressure, elastic constants, density, hardness, composition,
crystal orientation, grain size, and residual stress, or any material
property that is variable with respect to known physical parameters of the
material, for example known material elastic constants and/or density. In
a first embodiment, theoretical signals are generated, for example a
theoretical signal matrix, to characterize a material property value of a
thin anisotropic material. A model of the thin material is generated
comprising the behavior of the known material physical properties as
functions of the unknown material property value to be characterized. For
a plurality of known material thicknesses and known material property
values, a transduction mechanism is simulated at a source location for
generating a simulated elastic stress wave operating on the model at a
plurality of source locations. The simulated intensities of signals
generated by the simulated elastic stress waves are computed at a sense
location to provide a representative composite signal. Theoretical signals
are determined from the composite signal at each thickness and at each
material property value. In a second aspect, the present invention is
directed to a method for empirical characterization of a transduction
event in a thin material using iterative temporal decomposition of an
initial estimate of the transduction event converging on a measured
signal.
In un materiale ed in un metodo per determinazione ultrasonica a distanza delle proprietà materiali sottili usando la correlazione del segnale, un metodo e un apparecchio sono forniti da cui un materiale sottile anisotropo arbitrario-orientato può essere consultato per caratterizzare un valore di proprietà materiale sconosciuto di ciò. La proprietà materiale sconosciuta può contenere per esempio la temperatura, pressione, costanti elastici, densità, durezza, composizione, orientamento di cristallo, formato di grano e sforzo residuo, o tutta la proprietà materiale che è variabile riguardo ai parametri fisici conosciuti del materiale, per esempio costanti e/o densità elastici materiali conosciuti. In un primo incorporamento, i segnali teorici sono generati, per esempio una tabella teorica del segnale, caratterizzare un valore di proprietà materiale di un materiale anisotropo sottile. Un modello del materiale sottile è generato che contiene il comportamento le proprietà fisiche materiali conosciute come funzioni del valore di proprietà materiale sconosciuto da caratterizzare. Per una pluralità di spessori materiali conosciuti e di valori di proprietà materiali conosciuti, un meccanismo di transduction è simulato ad una posizione di fonte per la generazione dell'onda elastica simulata di sforzo che funziona sul modello ad una pluralità di posizioni di fonte. Le intensità simulate dei segnali generati dalle onde elastiche simulate di sforzo sono computate ad una posizione di senso per fornire un segnale composito rappresentativo. I segnali teorici sono determinati a partire dal segnale composito ad ogni spessore e ad ogni valore di proprietà materiale. In una seconda funzione, la presente invenzione è diretta verso un metodo per la descrizione empirica di un evento di transduction in un materiale sottile usando la decomposizione temporale iterativa di una valutazione iniziale dell'evento di transduction che converge su un segnale misurato.