基于超聲波高壓放大器的結(jié)構(gòu)材料損傷在無損檢測及損傷在線監(jiān)測應(yīng)用

      隨著當(dāng)前對大型設(shè)備結(jié)構(gòu)安全性的日益關(guān)注，無損檢測技術(shù)已成為現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)備制造和使用過程中*的檢測手段之一, 廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，如航空航天領(lǐng)域、電力生產(chǎn)領(lǐng)域、石化輸運加工領(lǐng)域等。這些領(lǐng)域的設(shè)備結(jié)構(gòu)通常處于較惡劣的工作條件，容易發(fā)生磨損、腐蝕、疲勞、蠕變等損傷，進(jìn)而造成結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生缺陷，危害結(jié)構(gòu)安全性。因此對這些設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行實時監(jiān)測和診斷成為無損檢測技術(shù)應(yīng)用中的一個重要方面。

超聲導(dǎo)波檢測方法不同于常規(guī)超聲檢測，它的優(yōu)點就是可以實現(xiàn)快速、大范圍檢測，而不是逐點檢測，同時為較精確定位缺陷，必須在試驗中確保檢測數(shù)據(jù)的精度。因此在構(gòu)建檢測平臺上，針對超聲導(dǎo)波的特殊性(如所選激勵信號的特殊性，壓電陶瓷換能器選取的特殊性等)，建立了超聲導(dǎo)波檢測平臺，如圖所示：

    任意函數(shù)發(fā)生器輸出的信號可以直接加在高壓功率放大器換能器的兩電極上，驅(qū)動壓電陶瓷產(chǎn)生壓電效應(yīng)，將電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗤l率的振動信號，在被檢測結(jié)構(gòu)中傳播。但是，由任意波形信號發(fā)生器生成的電壓信號的幅度范圍為10mVP-P-10VP-P，遠(yuǎn)不足以驅(qū)動壓電陶瓷換能器，在結(jié)構(gòu)中激勵出超聲導(dǎo)波。因此，必須加大激勵壓電陶瓷傳感器的激發(fā)電壓。

檢測平臺中采用的是ATA-2161高壓放大器，其可以將信號發(fā)生器產(chǎn)生的輸入信號線性放大至1600vp-p輸出下，放大器線性放大頻率可達(dá)150kHz,輸出功率為32W，可以驅(qū)動高壓型換能器，函數(shù)信號發(fā)生器提供輸入小于10Vpp的小信號，功率放大器的放大倍數(shù)可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，在使用測試過程中設(shè)置好需要的參數(shù)可以保存設(shè)置，以便下次開機后正常使用，可與主流的信號發(fā)生器配套使用，實現(xiàn)信號的完美放大。

    Aigtek公司是一家專業(yè)從事電子測量儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè),主要產(chǎn)品有功率放大器、高壓功率放大器、線束測試儀、高精度計量校準(zhǔn)產(chǎn)品等。功率放大器解決了任意波形函數(shù)信號發(fā)生器的小電流和小功率問題，大輸出高壓1600Vpp，大電流18A，大功率810W，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、水聲換能器驅(qū)動、超聲波驅(qū)動、容性負(fù)載，感性負(fù)載，電磁場驅(qū)動，壓電陶瓷、醫(yī)療超聲驅(qū)動等。