當(dāng)我們需要在不損害結(jié)構(gòu)、材料本身的情況下，對(duì)其內(nèi)部缺陷進(jìn)行探測(cè)與診斷的時(shí)候，就需要用到一種技術(shù)，那就是無損檢測(cè)技術(shù)。無損檢測(cè)技術(shù)利用了超聲波在材料中的良好傳播特性，通過發(fā)出超聲波并接收回波的方式快速探測(cè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷情況。

超聲無損檢測(cè)技術(shù)在眾多工業(yè)領(lǐng)域中有所應(yīng)用，例如材料缺陷檢測(cè)、結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)、壓力容器檢測(cè)等重要方面。想要發(fā)出超聲波驅(qū)動(dòng)超聲換能器，就需要擁有足夠大頻率、電壓的功率放大器來進(jìn)行支持，ATA-2041高壓放大器就能勝任，其帶寬可達(dá)（-3dB）DC~500kHz，電壓可達(dá)400Vp-p（±200Vp），可以驅(qū)動(dòng)高壓型負(fù)載。

今天Aigtek安泰電子講給大家分享一些關(guān)于高壓放大器ATA-2041在材料無損檢測(cè)領(lǐng)域中的經(jīng)典應(yīng)用案例，干貨滿滿希望能對(duì)你的測(cè)試項(xiàng)目有所幫助與啟發(fā)。

案例一：ATA-2041高壓放大器在復(fù)合材料沖擊損傷檢測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用

該實(shí)驗(yàn)使用了ATA-2041高壓放大器、PZT壓電晶片、疊堆式壓電陶瓷、激振器、信號(hào)發(fā)生器、多功能測(cè)試儀等測(cè)試設(shè)備。

實(shí)驗(yàn)概要：

非線性振動(dòng)聲調(diào)制技術(shù)向結(jié)構(gòu)輸入兩種不同頻率的連續(xù)正弦信號(hào)，即低頻振動(dòng)信號(hào)與高頻超聲信號(hào)。當(dāng)結(jié)構(gòu)完整時(shí)，接收信號(hào)的頻譜僅有兩列輸入信號(hào)成分；當(dāng)結(jié)構(gòu)中存在缺陷時(shí)，施加低頻振動(dòng)會(huì)使結(jié)構(gòu)中缺陷的接觸界面反復(fù)閉合，使低頻振動(dòng)與高頻超聲產(chǎn)生調(diào)制效應(yīng)，接收信號(hào)中會(huì)產(chǎn)生調(diào)制邊頻和高次諧波等其他成分。通過觀察接收信號(hào)的頻譜成分，即可判斷結(jié)構(gòu)中是否存在缺陷，非線性振動(dòng)聲調(diào)制檢測(cè)原理如下圖所示：

由振動(dòng)聲調(diào)制原理可知，當(dāng)結(jié)構(gòu)中存在缺陷時(shí)，低頻振動(dòng)與高頻超聲信號(hào)會(huì)相互作用產(chǎn)生調(diào)制邊頻，調(diào)制邊頻的階數(shù)與幅值取決于調(diào)制強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)的損傷程度。

案例二：ATA-2041高壓放大器基于聲振響應(yīng)法的香梨硬度無損檢測(cè)

該實(shí)驗(yàn)使用了香梨、試驗(yàn)臺(tái)架、壓電梁式傳感器、ATA-2041高壓放大器、振動(dòng)控制與動(dòng)態(tài)信號(hào)采集分析儀、計(jì)算機(jī)等測(cè)試設(shè)備。

實(shí)驗(yàn)概要：

該研究搭建了由壓電梁式傳感器進(jìn)行信號(hào)激勵(lì)和感測(cè)的檢測(cè)裝置，分析了裝置信號(hào)檢測(cè)的穩(wěn)定性，提取了香梨共振頻率和聲速并進(jìn)行香梨硬度評(píng)估，然后將這兩響應(yīng)參數(shù)的評(píng)估硬度與香梨硬度的M-T穿刺法(Magness-Taylor)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行線性回歸分析，以構(gòu)建香梨硬度的檢測(cè)模型，該模型由高壓放大器驅(qū)動(dòng)傳感器，由動(dòng)態(tài)信號(hào)采集分析儀采集數(shù)據(jù)。

案例三：ATA-2041高壓放大器在混凝土組合結(jié)構(gòu)界面損傷檢測(cè)研究中的應(yīng)用

該實(shí)驗(yàn)使用了ATA-2041電壓放大器、采集卡、示波器、任意函數(shù)波形發(fā)生器等測(cè)試設(shè)備。

實(shí)驗(yàn)概要：

搭建MASW檢測(cè)系統(tǒng)，MASW檢測(cè)系統(tǒng)的硬件核心為激勵(lì)源和傳感器兩部分，主要目的是激發(fā)頻率成分豐富的表面波并被傳感器陣列采集，選型標(biāo)準(zhǔn)需根據(jù)理論分析結(jié)果確定，其它硬件需要圍繞激勵(lì)源和傳感器進(jìn)行選擇。檢測(cè)系統(tǒng)的軟件部分包括信號(hào)采集存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理，其中信號(hào)采集需根據(jù)實(shí)際使用的設(shè)備有針對(duì)性地進(jìn)行處理。

對(duì)于壓電陶瓷激勵(lì)，初期比選激勵(lì)信號(hào)時(shí)需要使用任意函數(shù)波形發(fā)生器生成激勵(lì)信號(hào)，同時(shí)由于信號(hào)發(fā)生器電壓較小，還需電壓放大器放大信號(hào)。本研究采用任意函數(shù)波形發(fā)生器和ATA-2041電壓放大器，二者配合可產(chǎn)生頻率500kHz以內(nèi)，電壓200V以內(nèi)的任意信號(hào)。

本次無線電能傳輸案例分享中出現(xiàn)的ATA-2041高壓放大器，指標(biāo)參數(shù)具體如下：

帶寬：（-3dB）DC~500kHz

電壓：400Vp-p（±200Vp）

電流：100mAp

功率：20Wp

壓擺率：≥445V/μs

通道：?jiǎn)瓮ǖ栏邏悍糯笃鰽TA-2041除了在材料無損檢測(cè)領(lǐng)域，在壓電陶瓷，微流控細(xì)胞分選、發(fā)光二極管等眾多領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用，具體案例我們將在之后的文章中給大家進(jìn)行分享。

除此之外它還具有以下特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)：

1、單通道輸出，最大輸出功率20Wp，電壓增益數(shù)控0~60倍可調(diào)，具體分為粗調(diào)（1step）和細(xì)調(diào)（0.1step）兩種。結(jié)合液晶面板增益的顯示，能夠快速調(diào)整至需要的電壓值；

2、液晶面板顯示，操作簡(jiǎn)單；

3、具有輸出開關(guān)，控制更加靈活；

4、裝有風(fēng)扇進(jìn)而有效散熱；

5、輸出具有過流保護(hù)。

ATA-2041電壓放大器參數(shù)指標(biāo)

ATA-2041電壓放大器幅頻特性圖

ATA-2041電壓放大器小信號(hào)幅頻特性圖

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審核編輯 黃宇