電壓放大器在混凝土非線性聲學特性測試實驗中的應(yīng)用

     　　隨著時代的不斷發(fā)展，混凝土材料廣泛應(yīng)用于土木水利工程等領(lǐng)域，基于混凝土材料的檢測方法一直受到建筑行業(yè)的廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)無損檢測法在儀器攜帶操作程序，檢測精度，損傷定位等方面有諸多不足和局限性，基于這些情況，提出了非線性超聲混頻無損檢測。非線性超聲混頻利用線性源傳播中相遇發(fā)生的諧振效應(yīng)，利用諧波傳遞介質(zhì)材料內(nèi)部的缺陷和損傷。這種方法具有檢測穿透強高、精度高以及非接觸等特點。并且在空間和方向控制等方面有明顯的優(yōu)勢。

　　安泰電子ATA-2000系列高壓放大器，在超聲無損檢測領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，其最大輸出電壓1600Vpp，-3dB帶寬DC~1MHz。且輸出電壓穩(wěn)定，輸出波形好。能夠驅(qū)動大部分超聲換能器。

　　實驗名稱：混頻測試混凝土非線性聲學特性測試實驗

　　實驗原理：功率放大器驅(qū)動兩組有夾角的超聲換能器，超聲換能器產(chǎn)生兩列入射超聲波，超聲波在材料中傳播。兩組入射波和材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)相互作用產(chǎn)生非線性的諧波、通過分析非線性諧波，可以提取材料的性能信息，通過對比理論數(shù)據(jù)就可以檢測出混凝土材料中是否存在缺陷。

　　實驗框圖：

　　實驗系統(tǒng)實拍圖：

　　實驗過程：信號發(fā)生器分別輸出兩組頻率為40K和48K的正弦基頻波,經(jīng)過功率放大器進行放大，輸出50-180Vpp電壓，電壓驅(qū)動超聲換能器發(fā)出超聲信號，超聲信號在混凝土材料中傳輸，接收信號由接收換能器轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘栐诓蓸勇蕿?MSa/s的示波器上顯示。通過分析接收信號判斷混凝土材料中是否存在缺陷。

　　實驗結(jié)果：通過對比不同的激勵幅值所對應(yīng)試驗結(jié)果，隨著激勵幅值的增大，混頻非線性系數(shù)標準差先減小后增大，因而確定了混凝土試樣在當前條件下的混頻最佳激勵幅值為100V。對比不同長度和角度的含裂紋混凝土試樣。非線性混頻法對裂紋長度和角度的變化高次諧波法更敏感，精度更高。

　　功率放大器發(fā)揮的效能：為整個實驗中的核心部分，在此實驗中發(fā)揮的作用是提供50-180V的電壓信號，用來驅(qū)動超聲換能器產(chǎn)生超聲波。

　　功率放大器推薦：ATA-2000系列

圖：ATA-2000系列高壓放大器指標參數(shù)

　　應(yīng)用方向：橋梁、建筑、土木工程

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