超聲無損檢測中-高壓放大器的應用

實驗名稱：均質鋁板中的Lamb波信號采集
研究方向：基于超聲導波的結構無損檢測及損傷監測
實驗內容：以PZT（壓電傳感器）作為激發傳感器和接收傳感器，測試均質鋁板（2024）中的Lamb波信號。
測試目的：采集Lamb波基頻中同時存在的對稱（S0）和反對稱（A0）兩種模態的信號，通過對時域信號進行參數提取，對兩種模態進行區分。
功率放大器在實驗意義：
本文通過考慮Lamb波兩種基頻模態下的頻散特征，對Lamb波時域模型進行嚴格推導，得到了不隨傳播時間變化的耦合項，該項可以用于模態區分。其結論解決了基于導波無損檢測技術中的多模問題。在驗證試驗中必須對激勵波形進行嚴格控制，需要在高頻/帶寬條件下表現出色的功率放大器。西安安泰電子科技公司所提供的ATA-2022H功率放大器*實驗要求。
測試設備:ATA-2022H(功率放大器),PCI-1714（數據采集卡）,PCI-1721（數據輸出卡）。
放大器型號: ATA-2022H
實驗過程（1）：
通過自編LABVIEW程序生成高頻的調制波形，通過數據輸出卡經由功率放大器進行放大以用于驅動激力傳感器，然后通過數據采集卡接收波形信號。被測結構如圖1.a 所示，實驗裝置如圖1.b 所示：

圖1， (a) 被測結構， (b) 實驗裝置。
測試結果（1）:該結果用于分析不同激勵帶寬下的參數提取精度，測試結果和擬合結果如下：

說明：該結果和理論結果趨勢*一致，從側面反映了該功率放大器在不同帶寬下的表現*理想假設。
實驗過程（2）： 通過對面積較大的板狀結構進行測試，被測結構示意圖如下：

測試結果（2）:

說明：
該測量信號驗證了理論推導的正確性，并從信號中可以看出整段信號的電磁噪聲很小，這和放大器的穩定性及其相關。
功率放大器在該實驗中發揮的效能: 
提供穩定的放大信號用于激勵PZT傳感器，以激勵出近乎理想的激勵波形。實驗中，PZT的電容為3.42nF。
選擇該功率放大器的原因: 
在帶寬，頻率以及功率方面表現出色，滿足實驗要求，該功率放大器的參數：電壓200Vpp，電流500mA，功率50W，頻率DC-1MHz。