應用案例

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。

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高壓放大器完全滿足實驗要求。

測試設備:ATA-2022B(高壓放大器),PCI-1714（數據采集卡）,PCI-1721（數據輸出卡）。

放大器型號: ATA-2022B

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高壓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：

   

 

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：

 

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。

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，該高壓放大器的參數：電壓200Vpp，電流500mA，功率50W，頻率DC-1MHz。

本文實驗素材由西安安泰電子整理發布，如想了解更多實驗方案，請持續關注安泰官網m.fjiakun.cn。西安安泰電子是專業從事功率放大器、高壓放大器、功率放大器模塊、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測量儀器研發、生產和銷售的高科技企業。

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