ATA-2041高壓放大器在基于導波的管道軸向應力測量實(shí)驗中的應用

前言

鋼管結構在工業(yè)領(lǐng)域中應用廣泛。應力導致的結構失效可能會(huì )對設備安全產(chǎn)生重大影響。因此，有效的應力監測是一個(gè)至關(guān)重要的研究領(lǐng)域。 受超聲導波多頻率和多模態(tài)特性的限制，基于超聲導波的傳統應力測量方法的局限性在于缺乏對多模態(tài)融合信號及應力測量影響的系統分析。

為了探究最優(yōu)的導波應力測量策略，來(lái)自 哈爾濱工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的研究團隊 ，基于聲彈性原理，提出了一種預應力鋼管中縱向導波傳播的數學(xué)模型。 該研究成果發(fā)表在 知名無(wú)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。

實(shí)驗名稱(chēng)：

ATA-2041高壓放大器在 基于導波的管道軸向應力測量實(shí)驗中的應用

實(shí)驗方向：

管道無(wú)損檢測、導波、壓電超聲、應力測量

實(shí)驗設備：

ATA-2041高壓放大器、 信號發(fā)生器，示波器、拉伸試驗機、壓電換能器陣列、上位機等

實(shí)驗內容：

本實(shí)驗 使用ATA-2041高壓放大器對壓電換能器陣列進(jìn)行激勵，在管道上產(chǎn)生L(0,2)模態(tài)導波。利用導波在應力下聲速變化的特性來(lái)測量管道應力，第一次實(shí)現了國產(chǎn)功率放大器在應力測量領(lǐng)域的應用。

實(shí)驗過(guò)程：

使用信號發(fā)生器產(chǎn)生高斯脈沖，將高斯脈沖送入ATA-2041高壓放大器中進(jìn)行無(wú)失真的脈沖放大，得到高壓脈沖信號。由于A(yíng)TA-2041高壓放大器優(yōu)異的線(xiàn)性放大功能，高壓信號可以保證具有與信號發(fā)生器中編輯信號完全一致的信號特征，從而保證縱向導波所需頻帶范圍的模態(tài)被準確激勵。進(jìn)一步地利用所激勵的導波檢測應力。

實(shí)驗結果：

利用ATA-2041高壓放大器激勵壓電換能器陣列所產(chǎn)生的導波可以準確地測量鋼管的軸向應力。從以下附圖可以看出，接收信號的電壓幅值可達0.1V，說(shuō)明激勵信號所產(chǎn)生的導波信號具有優(yōu)異的信噪比，這是保證測量結果一致性好的硬件基礎。

同時(shí)從L(0,2)直達波信號的形狀可以得知，功率放大器的線(xiàn)性放大效果好，從實(shí)驗角度排除了研究以外的各項誤差對結果的影響，這是保證分析有效的實(shí)驗基礎。