高压放大器在驱动压电陶瓷进行铝板无损检测中的应用研究

想要达成在不损害或不影响被测对象使用性能及自身性质的前提下，对被测对象内部进行缺陷，结构，失效分析，就得用到无损检测（Non Destructive Testing）技术，最常用的无损检测方法有很多，目前常用的是超声无损检测、射线无损检测、涡流无损检测、磁粉无损检测、渗透无损检测。

今天我们主要来讲一下超声无损检测以及高压放大器在驱动压电陶瓷进行铝板无损检测中的应用。

超声无损检测，简称UT，是利用超声波技术进行部件探测工作的，这种方式具有良好的穿透性、方向性，不影响被检对象使用性能，能对不透明材料内部结构精准成像，无论是金属、非金属还是复合材料都可以检测，我们可以借助耦合剂连接检测对象从而实现精准缺陷定位，而且他对于对面积型缺陷很敏感。

他的原理是通过检测超声波的回波信号，来判断损伤在检测试件中的具体位置、深度和形状等信息。具体做法是利用压电陶瓷的逆压电效应，使产生的超声信号穿过试件，来获得回声信号，从而达到无损探伤的目的。

本次实验设备：

ATA-2021B高压放大器、信号发生器、压电陶瓷以及被测件铝板

实验过程：

我们先把整个实验系统搭建起来，信号发生器连接功放，功放呢连接发射压电陶瓷，再找两个示波器的探头 分别连接接收压电陶瓷和发射压电陶瓷到示波器，这里需要主要注意的是，我们需要使用耦合剂将压电陶瓷和铝板贴合紧密。

下面呢，我们开始参数设置 ，信号发生器输出阻抗我们选择50Ω，然后我们选择汉宁窗调制的正弦波，然后选择脉冲模式，设置突发的周期时间为5s，然后我们再来设置一下采样率和电压，然后输入电阻50Ω，增益倍数设置为50倍，然后设置示波器单次触发，然后功放输出。

实验结果：

可以看到我们捕捉到了两组信号，然后我们的对比看一下，黄色的是我们发射压电陶瓷的波形，然后绿色的是接受压电陶瓷的波形，很明显绿色波形采集到了铝板损伤的回波的。

那到这里呢，我们功放的任务就完成了，如果要进一步知道铝板的损伤位置，我们还需要在上位机上，进行大量的计算。

ATA-2000系列高压放大器

ATA-2000系列高压放大器，带宽可达1MHz，最大输出电压达1600Vpp（±800Vp），最大输出功率达60Wp，电流达500mAp，主要应用于压电陶瓷、超声无损检测、电磁驱动、微流控、介电材料研究等领域。

审核编辑黄宇