實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：均質(zhì)鋁板中的Lamb波信號(hào)采集

研究方向：基于超聲導(dǎo)波的結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)及損傷監(jiān)測(cè)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：以PZT（壓電傳感器）作為激發(fā)傳感器和接收傳感器，測(cè)試均質(zhì)鋁板（2024）中的Lamb波信號(hào)。

測(cè)試目的：采集Lamb波基頻中同時(shí)存在的對(duì)稱(chēng)（S0）和反對(duì)稱(chēng)（A0）兩種模態(tài)的信號(hào)，通過(guò)對(duì)時(shí)域信號(hào)進(jìn)行參數(shù)提取，對(duì)兩種模態(tài)進(jìn)行區(qū)分。

放大器在實(shí)驗(yàn)意義：

本文通過(guò)考慮Lamb波兩種基頻模態(tài)下的頻散特征，對(duì)Lamb波時(shí)域模型進(jìn)行嚴(yán)格推導(dǎo)，得到了不隨傳播時(shí)間變化的耦合項(xiàng)，該項(xiàng)可以用于模態(tài)區(qū)分。其結(jié)論解決了基于導(dǎo)波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中的多模問(wèn)題。在驗(yàn)證試驗(yàn)中必須對(duì)激勵(lì)波形進(jìn)行嚴(yán)格控制，需要在高頻/帶寬條件下表現(xiàn)出色的高壓放大器。西安安泰電子科技公司所提供的ATA-2022B高壓放大器完全滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求。

測(cè)試設(shè)備:ATA-2022B(高壓放大器),PCI-1714（數(shù)據(jù)采集卡）,PCI-1721（數(shù)據(jù)輸出卡）。

放大器型號(hào): ATA-2022B

實(shí)驗(yàn)過(guò)程（1）：

通過(guò)自編LABVIEW程序生成高頻的調(diào)制波形，通過(guò)數(shù)據(jù)輸出卡經(jīng)由高壓放大器進(jìn)行放大以用于驅(qū)動(dòng)激力傳感器，然后通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡接收波形信號(hào)。被測(cè)結(jié)構(gòu)如圖1.a 所示，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1.b 所示：

   

 

測(cè)試結(jié)果（1）:該結(jié)果用于分析不同激勵(lì)帶寬下的參數(shù)提取精度，測(cè)試結(jié)果和擬合結(jié)果如下：

 

說(shuō)明：該結(jié)果和理論結(jié)果趨勢(shì)完全一致，從側(cè)面反映了該放大器在不同帶寬下的表現(xiàn)完全滿(mǎn)足理想假設(shè)。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程（2）： 通過(guò)對(duì)面積較大的板狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，被測(cè)結(jié)構(gòu)示意圖如下：

 

測(cè)試結(jié)果（2）:

說(shuō)明：

該測(cè)量信號(hào)驗(yàn)證了理論推導(dǎo)的正確性，并從信號(hào)中可以看出整段信號(hào)的電磁噪聲很小，這和放大器的穩(wěn)定性及其相關(guān)。

放大器在該實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮的效能: 

提供穩(wěn)定的放大信號(hào)用于激勵(lì)PZT傳感器，以激勵(lì)出近乎理想的激勵(lì)波形。實(shí)驗(yàn)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(xiàn)出色，滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求，該高壓放大器的參數(shù)：電壓200Vpp，電流500mA，功率50W，頻率DC-1MHz。

本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰電子整理發(fā)布，如想了解更多實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)持續(xù)關(guān)注安泰官網(wǎng)www.xiangmeiwang.com。西安安泰電子是專(zhuān)業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率放大器模塊、前置微小信號(hào)放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測(cè)量?jī)x器研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售的高科技企業(yè)。

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