高压放大器在木结构的螺栓连接松动检测系统中的应用

螺栓是一种临时连接件，螺栓连接是目前木结构的主要连接方式，广泛应用于建筑、运输等领域。然而，在长期使用过程中，螺栓连接结构可能会出现预紧力下降、连接界面错动甚至松脱等损伤现象，从而严重威胁螺栓连接系统结构完整性和功能性，所以有必要对螺栓连接的松动情况进行定期监测。在众多的压电材料中，压电陶瓷(PZT)的成本低、质量轻、结构简单、收集能量的能力强，广泛应用于振动控制和结构的无损检测中，可利用PZT对销连接结构的载荷进行监测。

安泰电子的高压放大器，在电力电子领域中，有广泛应用，根据不同压电材料的的参数，有不同适配的仪器，能够驱动市面上大部分压电陶瓷。

实验名称：面向木结构的螺栓连接松动检测系统设计

实验原理：

将两片压电陶瓷(PZT)分别粘贴在两块螺栓连接的木结构上，通过其中一片压电陶瓷产生超声波信号，另一片压电陶瓷将传递后的超声波信号转换为电信号。经时间反演后，再次产生超声波信号，同时采集传递后的超声波信号。通过连接计算机、数据采集卡、压电陶瓷、高压放大器等，作为螺栓松动检测系统的硬件；并在LabVIEW平台下实现了具有Lamb波冲击信号发生功能，并具有二次数字触发采集功能的系统软件。通过给木结构施加不同的预紧力，测试聚焦信号幅值与螺栓轴向预紧力的关系。

实验框图：

实验实拍图：

实验过程：

在LabVIEW软件中设置指定的信号波命令，通过数据采集卡产生特定的监测信号。将监测信号通过ATA-2021B高压放大器放大后，激励PZT产生超声波信号，超声波信号在被监测木结构的内部传播后，被另一片PZT接收。接收到的超声波信号被转换为电信号，并通过数据采集卡采集。在LabVIEW软件中显示和分析采集到的电信号，以评估螺栓连接的松紧状态。

应用方向：建筑结构、家具制造、木制品加工

应用场景：桥梁结构监测、古建筑保护、家具质量检测、木制品运输安全

产品推荐：ATA-2000系列高压放大器

图：ATA-2000系列高压放大器指标参数

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审核编辑 黄宇