ATA-2022B高压放大器在螺栓松动检测中的应用

实验名称：

ATA-2022B高压放大器在螺栓松动检测中的应用

实验方向：

超声检测

实验设备：

ATA-2022B高压放大器、函数信号发生器，压电陶瓷片，数据采集卡，示波器，PC 等

实验内容：

本研究基于振动声调制的螺栓松动检测方法，其中低频泵浦波采用单频信号，而高频探测波采用扫频信号，利用泵浦波和探测波在接触面的振动声调制响应对螺栓的松动程度进行检测。通过螺栓松动检测实验，深入对比分析了不同松动程度下信号的调制响应特征，利用信号调制特征计算得到非线性调制指数，建立了非线性调制指数与螺栓松动程度之间的联系。

实验过程：

采用单螺栓结构，将接收与激发压电陶瓷分别紧密粘贴于结构两侧，激发侧贴有两篇压电陶瓷，一片用于激励低频泵浦波，另一篇用于激励高频探测波。泵浦波和探测波的信号由函数信号发生器产生，探测波直接输出到压电陶瓷，而泵浦波则经过功率放大器放大后输出到压电陶瓷。

在螺栓连接处经振动声调制之后的信号由另一侧的压电陶瓷片接收，并输送到示波器和数据采集卡分别进行信号观测和采集，在PC机上进行信号分析。实验过程中利用高精度扭矩扳手控制螺栓的拧紧力矩，从而改变螺栓的松动程度，在不同螺栓松动程度下分别进行振动声检测。

实验结果：

实验结果表明，利用振动声调制信号的调制特征计算得到的非线性调制指数随着螺栓扭矩的增大呈现单调递减的趋势，当螺栓扭矩较小时，非线性调制指数下降较快，当螺栓扭矩接近标准预紧力矩时，非线性调制指数下降非常平缓，这说明振动声调制法能够检测螺栓的松动程度，可以用非线性调制指数来量化螺栓的松动程度。

同时从L(0,2)直达波信号的形状可以得知，功率放大器的线性放大效果好，从实验角度排除了研究以外的各项误差对结果的影响，这是保证分析有效的实验基础。

实验中用到的ATA-2022B高压放大器的参数指标：

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