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:以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。
功率放大器在實驗意義:
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。西安安泰電子科技公司所提供的ATA-2022H功率放大器*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:
說明:該結果和理論結果趨勢*一致,從側面反映了該功率放大器在不同帶寬下的表現*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:
測試結果(2):
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。
功率放大器在該實驗中發揮的效能:
提供穩定的放大信號用于激勵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。
選擇該功率放大器的原因:
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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