电压放大器在磁致伸缩电磁超声导波孔裂纹损伤检测中的核心应用

随着科技的快速发展，金属材料的使用遍布各行各业，对于金属材料的无损检测一直是材料届关注的焦点。

传统的压电式超声导波传感器需要去除管道包覆层与管道完全贴合，通过压电材料振动产生超声波进行检测，使检测比较繁琐。新型的磁致伸缩式超声导波传感器属于非接触式的传感器，超声波是铁磁性材料在受外加磁场作用时，其外型尺寸发生变化而产生磁致伸缩应变，从而在铁磁体内激发出的应力波，具有较高的灵活性与适应性。可以解决传统方法效率低、成本高的缺点。

安泰电子ATA-2000系列放大器，在磁致伸缩无损检测领域中有着广泛应用，其最大输出电压1600Vpp，-3dB带宽DC~1MHz，能够驱动大部分磁致伸缩超声换能器。

实验名称：磁致伸缩电磁超声导波的孔裂纹损伤检测

实验原理：使用功率放大器在发射换能器两端施加脉冲电压，产生交变磁场。根据磁致伸缩的原理，在交变磁场的作用下铁磁性材料反复伸缩，形成振动产生超声波，利用超声波检测铁磁性材料中是否存在缺陷。

实验框图：

实验系统实拍图：

实验过程：信号发生器输出正弦调制的激励信号,经过功率放大器进行放大，输出180Vpp电压，电压激励磁致伸缩换能器发出超声信号，超声信号在铁磁材料中传输，使用压电传感器接收，接收信号由传感器转变为电压信号在示波器上显示。通过分析接收信号判断铁磁材料中是否存在缺陷。

实验结果：驱动电磁超声换能器后，激励换能器和压电传感器存在间隔，发射波峰和回波波峰产生时间间隔，可以在示波器上观察到明显的发射和接收回波。

图：ATA-2161高压放大器指标参数

功率放大器发挥的效能：为整个实验中的核心部分，在此实验中发挥的作用是提供180V的电压信号，用来驱动电磁超声换能器产生超声波。

图：ATA-2000系列高压放大器指标参数

应用方向：材料、建筑、工业制造

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审核编辑 黄宇