Aigtek高压放大器在压电超声导波无损检测实验中的应用

实验名称：压电超声导波无损检测实验

研究方向：作为现代工业领域中不可或缺的输送工具，管道在石油化工、发电系统、钢铁冶金、核工业等众多领域中发挥着重要作用。管道壁厚是评估管道结构健康程度的重要参数。为确保管道系统的正常运行，必须对管道壁厚进行定期检测或长期在线监测。随着工业技术和生产要求的不断提高，常规的管道壁厚检测方法如超声法、漏磁法、涡流法等传统检测方法在面对高温高压等复杂工况时，在适应性和精度上逐渐显露出局限和不足之处。因此，开发更准确和高效的管道壁厚检测技术成为当前研究的焦点。而基于超声导波的无损检测方法通过将超声波引导到管壁内部，能够准确全面地评估管道的腐蚀、缺陷等结构健康状况，这种方法使得对特殊工况(例如高温高压环境)下的管道壁厚进行检测和长期监测成为可能。相较于超声导波中的Lamb波，水平剪切波在平板和管道结构中具有模态转换少、不易频散和不易衰减的特点，这些优点使得SH波成为更加理想的研究对象，并在近年来的高温厚度检测领域受到国内外研究者越来越多的关注。

实验目的：验证SH波在实际条件下的传播特性，为后续实验做论证和铺垫。

测试设备：高压放大器、信号发生器、示波器、不锈钢矩形波导条、激发探头、接收探头等。

实验过程：将四台ATA-2022B高压放大器进行级联，通过信号发生器产生脉冲信号至四台高压放大器8个信号输入端，四台放大器可同步控制，设置主机参数同时三台从机同步主机参数设置从而控制高压放大器8个通道的输出。经由高压放大器将激励信号的峰峰值无失真地放大后得到幅值为200Vpp，频率500kHz的信号加载到激励探头，八组信号有时间延迟，施加到压电阵列上可以激发出指定模态的导波，同时用示波器观察接受探头的信号，研究导波在波导条中的传输特性。

实验框图：

图1：压电超声导波无损检实验框图

实验结果：

图2：激励接收信号图

为了便于观察接收信号曲线，将0~130μs时域区间内的信号曲线进行局部放大处理，得到如图2所示的激励信号与首次接收信号的曲线图像。根据激励信号与首次接收信号峰值对应的时间间隔，可以计算出实验激励所得SH0导波波速为3134.18m/s。

选择该高压放大器的原因：可实现主从机级联、多通道输出、电压精准度高、带宽高、输出波形好、操作简单、调节方便。

高压放大器推荐：ATA-2022B

图：ATA-2022B高压放大器指标参数

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审核编辑 黄宇