高壓放大器在驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷進(jìn)行鋁板無損檢測中的應(yīng)用研究

想要達(dá)成在不損害或不影響被測對(duì)象使用性能及自身性質(zhì)的前提下，對(duì)被測對(duì)象內(nèi)部進(jìn)行缺陷，結(jié)構(gòu)，失效分析，就得用到無損檢測（Non Destructive Testing）技術(shù)，最常用的無損檢測方法有很多，目前常用的是超聲無損檢測、射線無損檢測、渦流無損檢測、磁粉無損檢測、滲透無損檢測。

今天我們主要來講一下超聲無損檢測以及高壓放大器在驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷進(jìn)行鋁板無損檢測中的應(yīng)用。

超聲無損檢測，簡稱UT，是利用超聲波技術(shù)進(jìn)行部件探測工作的，這種方式具有良好的穿透性、方向性，不影響被檢對(duì)象使用性能，能對(duì)不透明材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)成像，無論是金屬、非金屬還是復(fù)合材料都可以檢測，我們可以借助耦合劑連接檢測對(duì)象從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)缺陷定位，而且他對(duì)于對(duì)面積型缺陷很敏感。

他的原理是通過檢測超聲波的回波信號(hào)，來判斷損傷在檢測試件中的具體位置、深度和形狀等信息。具體做法是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，使產(chǎn)生的超聲信號(hào)穿過試件，來獲得回聲信號(hào)，從而達(dá)到無損探傷的目的。

本次實(shí)驗(yàn)設(shè)備：

ATA-2021B高壓放大器、信號(hào)發(fā)生器、壓電陶瓷以及被測件鋁板

實(shí)驗(yàn)過程：

我們先把整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建起來，信號(hào)發(fā)生器連接功放，功放呢連接發(fā)射壓電陶瓷，再找兩個(gè)示波器的探頭 分別連接接收壓電陶瓷和發(fā)射壓電陶瓷到示波器，這里需要主要注意的是，我們需要使用耦合劑將壓電陶瓷和鋁板貼合緊密。

下面呢，我們開始參數(shù)設(shè)置 ，信號(hào)發(fā)生器輸出阻抗我們選擇50Ω，然后我們選擇漢寧窗調(diào)制的正弦波，然后選擇脈沖模式，設(shè)置突發(fā)的周期時(shí)間為5s，然后我們再來設(shè)置一下采樣率和電壓，然后輸入電阻50Ω，增益倍數(shù)設(shè)置為50倍，然后設(shè)置示波器單次觸發(fā)，然后功放輸出。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

可以看到我們捕捉到了兩組信號(hào)，然后我們的對(duì)比看一下，黃色的是我們發(fā)射壓電陶瓷的波形，然后綠色的是接受壓電陶瓷的波形，很明顯綠色波形采集到了鋁板損傷的回波的。

那到這里呢，我們功放的任務(wù)就完成了，如果要進(jìn)一步知道鋁板的損傷位置，我們還需要在上位機(jī)上，進(jìn)行大量的計(jì)算。

ATA-2000系列高壓放大器

ATA-2000系列高壓放大器，帶寬可達(dá)1MHz，最大輸出電壓達(dá)1600Vpp（±800Vp），最大輸出功率達(dá)60Wp，電流達(dá)500mAp，主要應(yīng)用于壓電陶瓷、超聲無損檢測、電磁驅(qū)動(dòng)、微流控、介電材料研究等領(lǐng)域。