基于固体中声速与应力的关系以及临界折射纵波（critically refracted longitudinal wave，LCR）的产生机理，提出一种利用LCR波从表面检测物体内部切向应力的实施方法，并对测量系统的硬件结构和工作原理进行详细阐述。针对应力改变导致的LCR波传播时间的微量变化，系统采用基于逻辑门绝对传输时间原理工作的“时间-数字转换器”（time to digital converter，TDC）来满足高精度的时间间隔测量要求。在测量过程中采用“单端发射-双端接收”的布局模式进一步降低测量误差，以提高应力检测的精度。