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射频功率放大器在超声导波的混沌振子检测研究中的应用

作者:Aigtek 阅读数:0 发布时间:2024-03-04 09:20:32

  实验名称:斜裂纹管道超声导波的混沌振子检测方法研究

  研究方向:无损检测

  实验原理:

  利用超声能透入金属材料的深处并由一截面进入另一截面时在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法当超声波束自零件表面由探头通至金属内部遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来在萤光屏上形成脉冲波形根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。

  测试设备:信号发生器、ATA-8202射频功率放大器、压电片、管道试件、电脑。

  实验过程:

实验原理

图:实验原理

  实验所用不锈钢管几何参数为50mm直径3m壁厚1mm实验原理如上图所示:采用泰克任意信号发生器激励信号接着通过ATA-8202功率放大器进行功率放大放大后的信号接入管道左侧压电环通过压电逆效应产生超声导波通过压电效应由16片并联的压电片接收信号传入示波器。选用Hanning窗调制的单音频正弦信号作为检测信号表达式如(2.1)其中fc为导波信号的中心频率。实验采用10周期激励信号具体如图2.2所示。本文实验采样频率设置为100M/s。

信号表达式

2.1:信号表达式

  实验结果:

  采用人工预制裂纹包含5种裂纹角度00°裂纹30°裂纹45°裂纹60°裂纹和90°裂纹。裂纹几何参数为05mm2mm长度为20mm。采用软件计算实验管和其他波导结构结果一样在给定的频率100kHz范围内存在大量的模态这导致了实验的复杂性。在略低频段拥有较少的模态如小于20kHz只存在2种模态;在略高频段拥有较多的模态如大于50kHz存在5种模态。实验中模态越少越利于检测但是频率低会导致超声导波的波长相对较长波形易重叠且能量小反而不利于缺陷检测。在激励信号时尽可能选取频散曲线上较为平坦的频率内的单一模态这样激励信号的能量会集中在一个较窄的频带内。因此适当的频率选取是本文实验的重点本文选取L(0.2)模态来进行本次实验此模态拥有显著的利于实际检测的特点传播速度最快较为简单容易激发且在一定频域内不分散。

  实验结果采用式(2.2)来计算缺陷位置Lx

0428-1-3

其中L0是管道右端部与接收传感器之间的长度此处由于本实验接收传感器距管道左端面为30mm因此L0=2970mmt1t2t3分别为接收传感器接收到入射波的时刻缺陷回波时刻和管道端面回波时刻。以实验所测45°裂纹为例如图2.4所示从图中可以看出实验信号中分别存在入射波缺陷回波和端面回波。分别选取波包第一点和波峰位置来确定回波时刻进而计算缺陷的位置如表2.1所示。从表中可以得出由波峰计算得出Lx=1446.08mm由波包第一点计算得出的Lx=1542.10mm。真实缺陷距离接收传感器距离为1470mm因此通过波峰对应时刻来确定的缺陷位置相对误差为1.63%而通过波包第一点位置来确定的缺陷位置相对误差为4.90%。以峰值作为特征点引起了缺陷定位误差出现这种状况的原因可能是:1)激发信号并不是理想信号包含了多模态;2)由于频散必然导致的多模态现象。由于采用波包最高点比第一点具有更好的精确度因此选用波包峰值点作为时间起点计算超声导波的传播速度。

裂纹实验信号

图:裂纹实验信号

  澳门新莆京app官网在线登录(中国)有限公司ATA-8202射频功率放大器:

ATA-8202射频功率放大器

  图:ATA-8202射频功率放大器

  本文实验素材由西安澳门新莆京app官网在线登录(中国)有限公司整理发布。公司致力于功率放大器、功率信号源、计量校准源等产品为核心的相关行业测试解决方案的研究为用户提供具有竞争力的测试方案Aigtek已经成为在业界拥有广泛产品线且具有相当规模的仪器设备供应商样机都支持免费试用。如想了解更多功率放大器等产品请持续关注澳门新莆京app官网在线登录(中国)有限公司官网www.aigtek.com或拨打029-88865020。



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