實驗名稱：電壓放大器在農田灌溉管道缺陷檢測研究中的應用

　　研究方向：管道檢測、超聲波檢測

　　圖：管道示(shi)意圖

　　測試目的：

　　超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)導(dao)(dao)波檢測構(gou)件時，先激勵導(dao)(dao)波使(shi)其在(zai)構(gou)件中傳播，導(dao)(dao)波遇到構(gou)件中不連續(xu)處(chu)或有缺(que)陷(xian)的(de)地(di)方發生反(fan)射，通過捕捉反(fan)射的(de)信號(hao)并進行分析，可判斷構(gou)件中缺(que)陷(xian)存在(zai)的(de)可能(neng)性。超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)導(dao)(dao)波頻率(lv)比常規超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)探傷的(de)工(gong)作頻率(lv)低，通常不超(chao)(chao)(chao)過500kHz，因而在構件中傳播時衰減小，適合大范圍、長距離的快速檢測，檢測效率高。

　　利(li)用(yong)超聲導波檢測技術對管道缺陷的定(ding)位進(jin)行了研究(jiu)，選用(yong)超聲導波中的L(0，1)模態對管道的缺陷進行檢測，觀察L(0，1)模態在充液管與未充液管、完整管與缺陷管、直管與彎管中的傳播特性，對比直管和彎管的傳播特性，并分析缺陷對傳播特性與能量分布情況的影響。研究發現:L(0，1)模態在液體中傳播時，大部分能量會損耗在液體中，波在完整管中傳播的速度大于缺陷管，在彎管中傳播時損耗的能量普遍高于直管，根據這些特性就可以實時監測管道，防止管道因泄露造成資源浪費。

　　測試設備：ATA-2042高壓放(fang)大(da)器、直、彎(wan)鋼(gang)管、函(han)數發(fa)生器(qi)、數字(zi)示波器(qi)、計算機、轉換開(kai)關(guan)、壓電傳感(gan)器(qi)

　　圖(tu)：農田灌溉管道(dao)缺陷(xian)檢測實驗系(xi)統示(shi)意圖(tu)

　　實驗過程：

　　壓(ya)電(dian)傳感器為長度伸(shen)縮型壓(ya)電(dian)陶(tao)瓷晶片，壓(ya)電(dian)陶(tao)瓷晶片的長度方向(xiang)平行于管道軸向(xiang)，管道一端(duan)一共布置8片壓電陶瓷片。4片壓電陶瓷片激勵信號，激勵信號為10個震蕩周期經Hanning窗調制的正弦信號。信號經過放大器放大后，在管道中產生縱向模態，另外4片壓電陶瓷片用來接收信號。

　　實驗結果：

　　1、在充(chong)液(ye)管與(yu)未充(chong)液(ye)管中(zhong)，L(0，1)模(mo)態在液(ye)體(ti)中(zhong)傳播(bo)時，一部(bu)分(fen)能量會(hui)損(sun)耗在液(ye)體(ti)中(zhong)，但對(dui)整體(ti)來說沒(mei)有什么太大的影(ying)響，依舊可以在充(chong)液(ye)管道中(zhong)傳播(bo)，不受(shou)液(ye)體(ti)介質(zhi)的影(ying)響。

　　2、在完整管(guan)(guan)與缺(que)陷(xian)(xian)管(guan)(guan)中(zhong)，導(dao)波(bo)在完整管(guan)(guan)中(zhong)傳播(bo)的速(su)度大于缺(que)陷(xian)(xian)管(guan)(guan)，可以有效檢測出管(guan)(guan)道中(zhong)存在的缺(que)陷(xian)(xian)及(ji)裂紋，且缺(que)陷(xian)(xian)的尺寸也會影響導(dao)波(bo)的缺(que)陷(xian)(xian)回波(bo)信號，缺(que)陷(xian)(xian)越(yue)大，端面回波(bo)的幅值也越(yue)大。

　　3、在(zai)直(zhi)管與(yu)彎管中(zhong)(zhong)，波在(zai)彎管中(zhong)(zhong)傳播(bo)時損耗的能量普遍高于直(zhi)管，不管導波傳播(bo)的路徑如(ru)何(he)變(bian)，都可以對缺陷進行定位。

　　安泰(tai)ATA-2042高壓放大器：

　　圖：ATA-2042高壓放大器指標參數

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