【案例集锦】功率放大器在无损检测领域研究中的应用

无损检测（NDT）作为现代工业质量管控与安全保障的核心技术，以 “不损伤被测对象” 为核心优势，贯穿于产品设计、生产制造、服役运维全生命周期。从航空航天的关键构件、能源领域的承压设备，到轨道交通的核心部件，无损检测无需拆解或破坏工件，就能精准识别内部缺陷、材质不均、性能衰减等潜在问题，既避免了传统检测对产品的损耗，又能提前排查安全隐患，降低运维成本与事故风险。

功率放大器作为无损检测测试系统中，信号放大与能量驱动的核心器件，其稳定性、带宽、输出功率等指标，直接影响超声、涡流、电磁等多种无损检测方法的测试效果，为精准捕捉缺陷信号、拓展检测场景提供了重要技术保障。

实验案例展示

▼高压放大器在管道螺旋导波信号测量实验中的应用

本实验，通过测量沿着管道壁面以螺旋方式行进的准lamb导波，研究其传播规律。在实验时，设计激励函数通过信号发生器实现激励，并经过功率放大器放大，从而在管道表面激发出lamb波，在另一端设计接收阵列，依次测量阵列中每一个接收探头的信号，寻找传播规律与理论进行对比。

▼功率放大器在管道定位系统的硬件实现中的应用

本实验开展了基于PCM的管道定位系统的可行性研究：采用函数发生器产生4Hz、8Hz和72Hz的多频电流，并将信号输出到ATA-308功率放大器。将输出电流的RMS值调整为1A后，通过屏蔽电缆传输到管道模型中，模拟实际场景中的管道检测环境。在管道周围保持磁传感器探头与地面的铅锤关系，调节磁传感器探头与管道模型之间的水平距离，铅锤距离以及水平夹角，并通过卷尺测量，之后记录不同位置下的测量结果与实际情况之间的关系。

▼高压放大器在超声导波复合材料板损伤定位评估中的应用

本实验基于超声导波对复合材料板进行损伤定位及评估，输入信号的中心频率为80kHz。超声导波信号以10MHz的速率采样，激励电压设置为20V，然后通过高压放大器将其峰值提升到80V。前置放大器的放大速率设置为60db。为了简化数据集的获取，考虑了额外的质量块来模拟实际损伤。

▼功率放大器在MBN的铁磁性材料磨损状态检测中的应用

本实验采用磁巴克豪森噪声(MBN)测试方法对AISI 1045钢的磨损程度进行了评价。提取MBN的均方根(RMS)和半最大全宽(FWHM)，建立摩擦学指标与应力状态之间的定量关系。

▼高压放大器在导波管道轴向应力测量实验中的应用

本实验使用信号发生器产生高斯脉冲，将高斯脉冲送入ATA-2041高压放大器中进行无失真的脉冲放大，得到高压脉冲信号。由于ATA-2041高压放大器优异的线性放大功能，高压信号可以保证具有与信号发生器中编辑信号完全一致的信号特征，从而保证纵向导波所需频带范围的模态被准确激励。进一步地利用所激励的导波检测应力。

▼高压放大器在超声导波碳纤维复合层板损伤定位中的应用

本实验为实现碳纤维复合层板结构损伤定位及可视化，此次试验提出一种基于主动式超声导波的复合层板损伤成像方法，利用超声导波在材料内部的传播特性以及与损伤之间的相互作用，通过传感器和激励装置产生和接收导波信号，结合成像算法和深度学习进行信号分析，实现复合层板结构损伤的定位以及可视化显示。

▼高压放大器在量子点薄膜的非接触无损原位检测中的应用

本文提出了一种非接触式无损检测量子点薄膜厚度的方法。在高电场作用下，量子点薄膜会发生光致发光猝灭现象，这与量子点薄膜的厚度以及施加的电压大小有关。在紫外UV灯激发量子点薄膜光致发光后，在金属探针上施加由功率放大器ATA-7025放大后的高压正弦信号，并将电压加在量子点薄膜两端。随后观察量子点薄膜的光致发光光谱变化情况，研究施加的电压大小以及量子点薄膜厚度对于猝灭程度的影响。

▼高压功率放大器在管道电磁激励声发射中的应用

电磁声发射信号一般较为微弱，且在实际检测中往往会存在电磁干扰，信号信噪比较低，这给有效信号的提取带来挑战。此外，导波的多模效应和频散效应也进一步增加了信号进行模态识别的难度。本实验在管道裂纹处使用电磁激励激发声发射信号，对声发射信号进行降噪后对其进行模态识别。