金属材料的热特性有弹性模量、密度、泊松比,这些参数对温度变化较为敏感,而当这些特性参数发生改变时,金属材料的硬度、强度将随之变化,这将直接影响工业生产中金属零部件的使用寿命。因此,对金属材料的热特性参数随温度的变化情况进行表征与分析显得至关重要。而传统的热分析技术存在着诸如不能在温度变化过程中实时测量,要求被测金属材料温度较低,数据记录保存不够智能等弊端,且无法满足现今工业生产与科研对自动化、智能化的要求。为了更好地解决此类问题,本文利用超声导波来表征与分析金属材料热特性的方法,并设计了可用于检测高温环境下金属材料热特性的超声表征与分析系统。该系统除了具有高灵敏度,高检测效率,较强的抗干扰能力等优点外,当被测金属材料处于高温环境下时,本文所设计系统仍可对该金属材料进行检测,实时采集该金属材料的热特性参数。本文的理论研究基础主要有:一、基于超声导波原理对温度进行测量;二、金属材料的弹性模量、密度、泊松比等热特性都可通过超声波在金属材料中的传播速度求得。基于上述理论基础,本文设计了金属材料热特性超声表征与分析系统。该系统包括硬件平台和软件平台两部分,硬件平台包括FPGA模块、超声波发射模块、带通滤波模块、增益调整模块、USB数据传输模块,实现了对双通道数据采集、两路A/D转换、四路D/A转换、FIFO存储和USB传输等功能的控制。软件平台是基于LabVIEW软件搭建的,整个软件平台实现了对硬件平台的总体控制,包括设置各项参数、控制命令传输、数据传输与存储、对采集数据的计算、分析与显示等功能。本文以TUO无氧铜为实验试样进行实验,通过实验验证可知,本文所设计系统可在常温至1000℃内同时对温度、TUO无氧铜的弹性模量等热特性参数进行测量。