ATA-2041高壓放大器在基于導波的管道軸向應力測量實驗中的應用
鋼管結構在工(gong)業(ye)領域中應用廣泛。應力導致(zhi)的結構失效(xiao)可能會(hui)對(dui)設備安全(quan)產生(sheng)重(zhong)大影響。因此，有效(xiao)的應力監(jian)測(ce)是(shi)一個至關重(zhong)要的研究領域。受超聲導波多(duo)頻率和多(duo)模態(tai)特性的限制(zhi)，基于超聲導波的傳統應(ying)力測(ce)量方法的局限性在于缺乏對多(duo)模態(tai)融合(he)信號及應(ying)力測(ce)量影(ying)響的系統分析(xi)。
為了探究最優的導波(bo)應(ying)力測量(liang)策(ce)略，來自哈爾濱(bin)工業(ye)大學(xue)(xue)儀器科學(xue)(xue)與技(ji)術學(xue)(xue)院的研究團隊，基于聲彈(dan)性原理，提出了一種預(yu)應力鋼管中縱(zong)向導波傳播的數(shu)學(xue)模型。該研究成果發表在知(zhi)名無損檢測研究國際期刊《NDT and E International》中，今天Aigtek就給大家深入分享一下(xia)。
ATA-2041高壓(ya)放大器在基于導波的管道軸向應力測量(liang)實驗(yan)中的應用
管道無損(sun)檢測(ce)、導波、壓(ya)電超(chao)聲、應力測(ce)量
ATA-2041高壓放大器、信號(hao)發生器(qi)(qi)，示波器(qi)(qi)、拉(la)伸試驗(yan)機(ji)、壓電換能器(qi)(qi)陣(zhen)列(lie)、上(shang)位機(ji)等
本實驗使用(yong)ATA-2041高壓放大(da)器對壓電換能器陣列進行激勵，在管道上產(chan)生(sheng)L(0,2)模態導波。利用(yong)導波在應(ying)力(li)下聲速變(bian)化的特性來測量管道應(ying)力(li)，第一次實現(xian)了國(guo)產(chan)功率放大(da)器在應(ying)力(li)測量領域的應(ying)用(yong)。
使用(yong)信(xin)(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)產生(sheng)高(gao)(gao)斯脈沖(chong)，將高(gao)(gao)斯脈沖(chong)送入ATA-2041高(gao)(gao)壓放(fang)大器(qi)中進(jin)(jin)行(xing)無失真(zhen)的(de)(de)(de)脈沖(chong)放(fang)大，得(de)到(dao)高(gao)(gao)壓脈沖(chong)信(xin)(xin)號(hao)。由(you)于ATA-2041高(gao)(gao)壓放(fang)大器(qi)優異(yi)的(de)(de)(de)線性(xing)放(fang)大功能(neng)，高(gao)(gao)壓信(xin)(xin)號(hao)可以(yi)保證具有與信(xin)(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)中編輯信(xin)(xin)號(hao)完全一致的(de)(de)(de)信(xin)(xin)號(hao)特征，從而保證縱向導(dao)波所需頻帶范圍的(de)(de)(de)模態被(bei)準確激勵(li)。進(jin)(jin)一步(bu)地利用(yong)所激勵(li)的(de)(de)(de)導(dao)波檢測(ce)應力。
利用ATA-2041高壓放大器激勵壓電換(huan)能器陣列所產(chan)生的(de)(de)導波(bo)可(ke)以準(zhun)確地測(ce)(ce)量鋼(gang)管的(de)(de)軸向應力。從以下附(fu)圖(tu)可(ke)以看出，接收信(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)電壓幅值可(ke)達0.1V，說明激勵信(xin)(xin)號(hao)所產(chan)生的(de)(de)導波(bo)信(xin)(xin)號(hao)具有優異(yi)的(de)(de)信(xin)(xin)噪比(bi)，這是保證測(ce)(ce)量結果一(yi)致(zhi)性好的(de)(de)硬件基礎。
同時從L(0,2)直達波(bo)信號的(de)形(xing)狀可以(yi)得知，功率放大器(qi)的(de)線(xian)性放大效(xiao)果(guo)好，從實(shi)驗(yan)角度排(pai)除了(le)研究以(yi)外的(de)各(ge)項誤差(cha)對結果(guo)的(de)影(ying)響，這是保證(zheng)分析有效(xiao)的(de)實(shi)驗(yan)基礎。
實驗(yan)中(zhong)用到的(de)ATA-2041高壓放大器的(de)參(can)數(shu)指標：
