實驗名稱：功率放大器在管(guan)道螺旋導波信號測量(liang)實驗(yan)中的應用(yong)

　　實(shi)驗內(nei)容：測量沿著管道壁面以螺(luo)旋方(fang)式(shi)行進的準lamb導波，研究(jiu)其傳播規律。

　　研究方(fang)向：管(guan)道(dao)導(dao)波無損檢(jian)測

　　測試(shi)設備(bei)：信號發生器(qi)(qi)，ATA-2022B高壓放大器(qi)(qi)、縱波直探頭、PZT、示波器(qi)(qi)、計算機等(deng)

　　實驗過程：

　　管(guan)(guan)(guan)道(dao)在(zai)壁(bi)厚(hou)與(yu)半徑的(de)(de)比值小(xiao)于10%時，可以(yi)近似認為(wei)Lamb導波(bo)傳播規律與(yu)平板(ban)近似，但是由于管(guan)(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)周向連續性(xing)，導波(bo)會全向傳播，以(yi)螺旋(xuan)傳播的(de)(de)方式(shi)行(xing)進。在(zai)實驗(yan)時，設(she)計激勵函數通(tong)過信號發生器實現激勵，并經(jing)過功率放大器放大，從而在(zai)管(guan)(guan)(guan)道(dao)表面激發出lamb波(bo)，在(zai)另一端設(she)計接收陣列，依次測(ce)量陣列中(zhong)每一個(ge)接收探頭(tou)的(de)(de)信號，尋找傳播規律與(yu)理論進行(xing)對比。

　　本次實驗選用功率放大器型號為ATA-2022B高壓放大器,可以(yi)實(shi)(shi)現1MHz以(yi)內信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)的電(dian)壓放大，實(shi)(shi)驗(yan)時(shi)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)發生器(qi)(qi)生成(cheng)5周期漢寧(ning)窗調制的余(yu)弦信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)，中(zhong)心頻率為200kHz，僅依靠信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)發生器(qi)(qi)最大輸出電(dian)壓雖可以(yi)驅(qu)動壓電(dian)換能器(qi)(qi)，但信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)過于(yu)(yu)微弱，不利于(yu)(yu)接收端(duan)的采集，因此，功(gong)率放大器(qi)(qi)是(shi)其(qi)中(zhong)的必須(xu)產品(pin)。在實(shi)(shi)驗(yan)完成(cheng)的基(ji)礎上，設計了基(ji)于(yu)(yu)字典重構的信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)分(fen)(fen)離算法，將(jiang)螺旋導波的重疊(die)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)進行(xing)分(fen)(fen)離，對分(fen)(fen)離信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)進行(xing)定(ding)量(liang)化分(fen)(fen)析。

　　螺旋形導波沿管(guan)壁傳播的示(shi)意(yi)圖。管(guan)壁螺旋導波測(ce)量實驗平臺

　　實驗結果：

　　測(ce)量了(le)接收陣列中的(de)16組螺旋導(dao)波接收信號(hao)，其傳播規(gui)(gui)律可以通(tong)過在平板上規(gui)(gui)劃路徑來進行預(yu)測(ce)。在采集信號(hao)的(de)基礎(chu)上，對無損管(guan)(guan)道和包含(han)缺陷的(de)管(guan)(guan)道的(de)重疊信號(hao)進行了(le)分離，關(guan)于誤差的(de)定量化(hua)分析驗(yan)證(zheng)了(le)這(zhe)一(yi)分離算法的(de)有效(xiao)性(xing)。

　　（a)螺旋(xuan)導波原始接收信(xin)號；（b）基于字(zi)典重(zhong)建的重(zhong)構信(xin)號；（c）-（h)分離出來的單一分量導波信(xin)號。

　　（a)從原始(shi)信(xin)(xin)號中分(fen)離出來的A0模態(tai)信(xin)(xin)號（包含(han)無損信(xin)(xin)號和缺陷信(xin)(xin)號）；(b)從原始(shi)信(xin)(xin)號中分(fen)離出來的S0模態(tai)信(xin)(xin)號（包含(han)無損信(xin)(xin)號和缺陷信(xin)(xin)號）。

　　Aigtek安泰高壓放大器在本次(ci)實驗中發揮的作用(yong)：放大信號發生(sheng)(sheng)器的激(ji)勵信號，提供足(zu)夠(gou)大的電(dian)壓從(cong)而驅動PZT產(chan)生(sheng)(sheng)螺(luo)旋導波

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