功率放大器在超声无损检测中的应用.pdf

· 案例 7 功率放大器在超声无损检测中的应用 实验名称：均质铝板中的Lamb波信号采集 研究方向：基于超声导波的结构无损检测及损伤监测 实验内容：以PZT（压电传感器）作为激发传感器和接收传感器，测试均质铝板（2024）中的Lamb 波信号。测试目的：采集Lamb波基频中同时存在的对称 （S0）和反对称 （A0）两种模态的信号， 通过对时域信号进行参数提取，对两种模态进行区分。 放大器在实验意义： 本文通过考虑Lamb波两种基频模态下的频散特征，对Lamb波时域模型进行严格推导，得到了 不随传播时间变化的耦合项，该项可以用于模态区分。其结论解决了基于导波无损检测技术中的多 模问题。在验证试验中必须对激励波形进行严格控制，需要在高频/带宽条件下表现出色的功率放 大器。 测试设备:ATA-2022H(功率放大器),PCI-1714 （数据采集卡）,PCI-1721 （数据输出卡）。 实验过程 （1）： 通过自编LABVIEW程序生成高频的调制波形，通过数据输出卡经由功率放大器进行放大以用于 驱动激力传感器，然后通过数据采集卡接收波形信号。被测结构如图1.a 所示，实验装置如图1.b 所示： 图1， (a) 被测结构， (b) 实验装置。 · 测试结果 （1）: 该结果用于分析不同激励带宽下的参数提取精度，测试结果和拟合结果如下： 说明：该结果和理论结果趋势完全一致，从侧面反映了该放大器在不同带宽下完全满足理想假设。 实验过程 （2）：通过对面积较大的板状结构进行测试，被测结构示意图如下： · 测试结果： 说明： 该测量信号验证了理论推导的正确性，并从信号中可以看出整段信号的电磁噪声很小，这和放 大器的稳定性及其相关。 放大器在该实验中发挥的效能: 提供稳定的放大信号用于激励PZT传感器，以激励出近乎理想的激励波形。实验中，PZT 的电 容为3.42nF。 以下为ATA2022H高压放大器的频响曲线图： ATA-2022H ATA-2022H (1)幅频特性 （最大输出电压 Vp-p ） (2)小信号幅频特性