超声无损检测中-高压放大器的应用

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实验名称：均质铝板中的Lamb波信号采集

研究方向：基于超声导波的结构无损检测及损伤监测

实验内容：以PZT（压电传感器）作为激发传感器和接收传感器，测试均质铝板（2024）中的Lamb波信号。

测试目的：采集Lamb波基频中同时存在的对称（S0）和反对称（A0）两种模态的信号，通过对时域信号进行参数提取，对两种模态进行区分。

放大器在实验意义：

本文通过考虑Lamb波两种基频模态下的频散特征，对Lamb波时域模型进行严格推导，得到了不随传播时间变化的耦合项，该项可以用于模态区分。其结论解决了基于导波无损检测技术中的多模问题。在验证试验中必须对激励波形进行严格控制，需要在高频/带宽条件下表现出色的高压放大器。西安安泰电子科技公司所提供的ATA-2022H高压放大器完全满足实验要求。

测试设备:ATA-2022H(高压放大器),PCI-1714（数据采集卡）,PCI-1721（数据输出卡）。

放大器型号:ATA-2022H

实验过程（1）：

通过自编LABVIEW程序生成高频的调制波形，通过数据输出卡经由高压放大器进行放大以用于驱动激力传感器，然后通过数据采集卡接收波形信号。被测结构如图1.a 所示，实验装置如图1.b 所示：

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图1， (a) 被测结构， (b) 实验装置。

测试结果（1）:该结果用于分析不同激励带宽下的参数提取精度，测试结果和拟合结果如下：

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说明：该结果和理论结果趋势完全一致，从侧面反映了该放大器在不同带宽下的表现完全满足理想假设。

实验过程（2）： 通过对面积较大的板状结构进行测试，被测结构示意图如下：

测试结果（2）:

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说明：

该测量信号验证了理论推导的正确性，并从信号中可以看出整段信号的电磁噪声很小，这和放大器的稳定性及其相关。

放大器在该实验中发挥的效能:

提供稳定的放大信号用于激励PZT传感器，以激励出近乎理想的激励波形。实验中，PZT的电容为3.42nF。