机械构件内部的应力状况能够很好地反应构件的工作状态，有效地检测机械构件内部的应力状况对于提高产品的安全性、可靠性和稳定性具有重要意义。作为最有潜力的一种实验应力检测方法，超声检测技术以其良好的无损性和较高的测量精度等优势在近几年得到了很好地发展。一种特殊的超声纵波——临界折射纵波（Critically Refracted Longitudinal wave，LCR wave）以其产生机理的特殊性以及对应力的敏感性在超声波应力检测领域中占据着重要位置。然而，多种因素限制了LCR波应力检测的发展与应用，比如，应力的变化引起LCR波的波速变化非常小从而导致无法用常规的定时器法来测量，折射波中既有横波又有纵波导致难以有效提取LCR波等。　　本文首先进行了脉冲波激发下的LCR波应力检测相关实验，分析LCR波应力检测的特征以及脉冲波激发时的应力检测系统的优劣，接着，提出了一种全新的LCR波激发方式，即采用线性调频连续波（Linear Frequency Modulated Continuous Wave，LFMCW）来激发LCR波。作为一种连续波，LFMCW激发超声波时，相对于脉冲波激发方式，能够在较低的电压幅值下获得较大的发射能量。　　基于LFMCW的LCR波应力检测方法将应力引起的LCR波波速的变化转化为一正弦型信号频率的变化。在该应力检测方法中，高度线性的LFMCW信号源以及正弦型信号频率的精确测量是两个关键因素，直接影响应力的测量精度。本文首先在Matlab中仿真验证了基于LFMCW的LCR波应力检测方法的可行性，接着设计了基于直接数字频率合成器（Direct Digital Synthesizer，DDS）的LFMCW信号源，利用混频器以及滤波器等对LCR波形成的差频信号进行了提取，同时采用一种抛物线插值与最小二乘法相结合的方法来测量差频信号的频率。　　实验结果表明，基于 LFMCW的LCR波应力检测不仅能很好地解决超声波衰减对激发能量要求高的问题，同时，能够较好地将含有LCR波传播声时信息的信号从含有多种其他成分的信号中分离出来，从而提高了检测灵敏度与精度。