實驗名稱：功率(lv)放大器在超聲導(dao)波鋼軌衰減(jian)特性中的研究

實(shi)驗(yan)方向：超聲檢(jian)測(ce)

實驗內容：鋼(gang)軌(gui)作為(wei)聲傳播固體介質，聲導管特性(xing)良(liang)好。所以在(zai)可(ke)以采(cai)用超聲信號檢測(ce)鋼(gang)軌(gui)內部損(sun)傷情況。采(cai)用機械波作為(wei)檢測(ce)信號，因(yin)此基本不受(shou)鋼(gang)軌(gui)的(de)電氣(qi)參(can)(can)數和牽引回流影(ying)響，且設備(bei)的(de)原(yuan)理簡單，安(an)全可(ke)靠，安(an)裝和維護方便，設備(bei)功耗與其(qi)他檢測(ce)技術相比(bi)較低。其(qi)適(shi)用于(yu)對(dui)整(zheng)體道床、隧道、軌(gui)道一次參(can)(can)數不良(liang)及鐵路現場(chang)潮濕積水嚴重等(deng)區段進行實時(shi)鋼(gang)軌(gui)狀態檢測(ce)，且適(shi)用于(yu)對(dui)長距離無縫(feng)鋼(gang)軌(gui)進行斷軌(gui)檢測(ce)。

測試設(she)備：

ATA-4012高壓功(gong)率放大器、信號源、示波器等

實驗過(guo)程：檢測(ce)系(xi)統一般由壓電(dian)換(huan)(huan)能(neng)器(qi)和(he)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)發射與接(jie)(jie)(jie)收模塊姐成(cheng)。信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)發射模塊向鋼(gang)軌(gui)(gui)上的(de)導波(bo)(bo)換(huan)(huan)能(neng)器(qi)施加(jia)高(gao)壓脈(mo)沖(chong)激勵信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)，壓電(dian)換(huan)(huan)能(neng)器(qi)通過(guo)逆壓電(dian)效應產生超聲導波(bo)(bo)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)，超聲導波(bo)(bo)在(zai)鋼(gang)軌(gui)(gui)中傳輸后由接(jie)(jie)(jie)收端的(de)超聲導波(bo)(bo)換(huan)(huan)能(neng)器(qi)接(jie)(jie)(jie)收。對(dui)接(jie)(jie)(jie)收端的(de)采集(ji)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)進行特(te)征(zheng)判(pan)(pan)斷，或者在(zai)給定(ding)時(shi)間內檢測(ce)是否接(jie)(jie)(jie)收到相應的(de)超聲導波(bo)(bo)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)，進而判(pan)(pan)定(ding)檢測(ce)區(qu)間的(de)鋼(gang)軌(gui)(gui)完整(zheng)情況(kuang)。

實(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)：

常見的高速鐵路傷損類(lei)型有波(bo)浪形磨耗、踏面接(jie)觸(chu)疲勞(lao)裂(lie)(lie)紋、內(nei)(nei)部(bu)(bu)裂(lie)(lie)紋、焊縫(feng)(feng)內(nei)(nei)部(bu)(bu)缺陷(xian)等，超聲(sheng)(sheng)(sheng)導(dao)(dao)波(bo)斷(duan)(duan)軌監(jian)測系統主要針對(dui)鋼軌內(nei)(nei)部(bu)(bu)裂(lie)(lie)紋、焊縫(feng)(feng)內(nei)(nei)部(bu)(bu)缺陷(xian)及(ji)鋼軌斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)進(jin)行(xing)檢測。在無縫(feng)(feng)線路焊縫(feng)(feng)前(qian)布置超聲(sheng)(sheng)(sheng)導(dao)(dao)波(bo)接(jie)收(shou)(shou)節點(dian)，當(dang)鋼軌焊縫(feng)(feng)內(nei)(nei)部(bu)(bu)產(chan)生缺陷(xian)時(shi)，接(jie)收(shou)(shou)節點(dian)會接(jie)收(shou)(shou)到來自焊縫(feng)(feng)缺陷(xian)的反(fan)射波(bo)；當(dang)系統檢測區間內(nei)(nei)出(chu)現鋼軌斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)時(shi)，接(jie)收(shou)(shou)節點(dian)將(jiang)接(jie)收(shou)(shou)不到來自發射端(duan)的超聲(sheng)(sheng)(sheng)導(dao)(dao)波(bo)信號(hao)；當(dang)系統檢測區間內(nei)(nei)出(chu)現鋼軌內(nei)(nei)部(bu)(bu)裂(lie)(lie)紋時(shi)，接(jie)收(shou)(shou)節點(dian)的超聲(sheng)(sheng)(sheng)導(dao)(dao)波(bo)信號(hao)會出(chu)現明顯衰(shuai)減。

此外(wai)，鐵路現(xian)場大量的(de)(de)鋼軌(gui)過孔也(ye)會導(dao)致超(chao)聲導(dao)波(bo)發生衰(shuai)減，超(chao)聲導(dao)波(bo)斷(duan)(duan)軌(gui)監測系(xi)統的(de)(de)現(xian)場安(an)裝(zhuang)必(bi)須考慮鋼軌(gui)過孔對導(dao)波(bo)衰(shuai)減的(de)(de)影響。本實驗為無縫(feng)線路斷(duan)(duan)軌(gui)監測系(xi)統的(de)(de)設置(zhi)及安(an)裝(zhuang)提供(gong)了理論指導(dao)，降低了現(xian)有無縫(feng)線路斷(duan)(duan)軌(gui)監測系(xi)統的(de)(de)誤(wu)報(bao)率。

功(gong)率放(fang)大器在本實驗中起到的(de)作用：

本文采用安泰公司生(sheng)產的ATA-4012型功率放大器對任意函數發生器產生的信號進行放大，從而激勵超聲導波換能器產生振動。高壓功率放大器有如下特點：高速、寬頻帶，輸出電壓上升率高，即使是上升沿陡峭的高速脈沖信號或復雜波形的信號，也能夠忠實地將其放大；可用于激勵壓電變化器、壓電動作執行機構等壓電元件；良好的階躍響應，即使對于迅速重復或高速的過渡過程，也能良好的響應真實再現；低輸出阻抗，即使對于電容性、點感性的負載也能獲得良好的響應。

本(ben)文(wen)實驗素材由西安安泰電子(zi)整理發布，西安安泰(tai)電子是專業從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源、功率放大器模塊等電子測量儀器研發、生產和銷售的高科技企業。公司致力于功率(lv)放大(da)器(qi)、計量校準產品等產品為核心的相關行業(ye)測(ce)試解決(jue)方案(an)的研究，為用戶(hu)提(ti)供具有競爭力的測(ce)試方案(an)，Aigtek 已經成為在業界擁有廣泛產品線，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。如想了解更多實驗方案，請持續關注安泰電子官網hkdyw.cn或撥打029-88865020。