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Aigtek功率放大器超聲無損檢測中的應用案例

閱讀:80 發布:2018-11-05

實驗名稱:均質鋁板中的Lamb波信號采集

研究方向:基于超聲導波的結構無損檢測及損傷監測

實驗內容:PZT(壓電傳感器)作為激發傳感器和接收傳感器,測試均質鋁板(2024)中的Lamb波信號。

測試目的:采集Lamb波基頻中同時存在的對稱(S0)和反對稱(A0)兩種模態的信號,通過對時域信號進行參數提取,對兩種模態進行區分。

放大器在實驗意義:

本文通過考慮Lamb波兩種基頻模態下的頻散特征,對Lamb波時域模型進行嚴格推導,得到了不隨傳播時間變化的耦合項,該項可以用于模態區分。其結論解決了基于導波無損檢測技術中的多模問題。在驗證試驗中必須對激勵波形進行嚴格控制,需要在高頻/帶寬條件下表現出色的功率放大器。西安安泰電子公司所提供ATA-2022H功率放大器完全滿足實驗要求。

測試設備:ATA-2022H(功率放大器),PCI-1714(數據采集卡),PCI-1721(數據輸出卡)。

放大器型號: ATA-2022H

實驗過程(1):

通過自編LABVIEW程序生成高頻的調制波形,通過數據輸出卡經由功率放大器進行放大以用于驅動激力傳感器,然后通過數據采集卡接收波形信號。被測結構如圖1.a 所示,實驗裝置如圖1.b 所示:

圖片1.png                   圖片2.png

1, (a) 被測結構, (b) 實驗裝置。

測試結果(1):該結果用于分析不同激勵帶寬下的參數提取精度,測試結果和擬合結果如下:

圖片1.png

說明:該結果和理論結果趨勢完全一致,從側面反映了該放大器在不同帶寬下的表現完全滿足理想假設。

實驗過程(2): 通過對面積較大的板狀結構進行測試,被測結構示意圖如下:

圖片3.png


測試結果(2):

圖片4.png

說明:

該測量信號驗證了理論推導的正確性,并從信號中可以看出整段信號的電磁噪聲很小,這和放大器的穩定性及其相關。

放大器在該實驗中發揮的效能: 

提供穩定的功率放大信號用于激勵PZT傳感器,以激勵出近乎理想的激勵波形。實驗中,PZT的電容為3.42nF。

選擇該放大器的原因: 

在帶寬,頻率以及功率方面表現出色,滿足實驗要求,該功率放大器的參數:電壓200Vpp,電流500mA,功率50W,頻率DC-1MHz。

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