實驗名稱：功率放大器在Lamb波的耐壓結構損傷識別研究中的應用

　　研究方向：Lamb波的耐壓結構

　　測試設備：ATA-2022H功率放大器、任意函數(shù)發(fā)生器、數(shù)據(jù)采集卡、示波器

　　圖：Lamb波的耐壓結構實驗中的儀器

　　實驗內(nèi)容：根據(jù)耐壓結構的結構特點，設計一套耐壓結構損傷識別系統(tǒng)，在不考慮環(huán)境噪聲的情況下，利用壓電傳感器實時激發(fā)Lamb波并監(jiān)測結構響應，經(jīng)過數(shù)據(jù)收集和處理，從而判斷損傷參數(shù)，當有損傷產(chǎn)生時，結構會因此產(chǎn)生不連續(xù)性從而導致波在傳遞過程中發(fā)生散射和折射，從而導致波形發(fā)生變化，進而通過分析來確定其中包含的損傷信息。

　　實驗過程：

　　首先通過軟件編輯五周期中心頻率200khz的Lamb波，導入任意波形發(fā)生器后進行雙通道輸出，任意函數(shù)發(fā)生器的最大輸出電壓為10v，通道一連接到示波器上進行接收波形的對比定位，通道二經(jīng)過安泰ATA-2022H高壓放大器放大10倍后，連接到激勵壓電陶瓷片上，壓電陶瓷片用快干膠粘貼在打磨過的鋁合金板上，并通過導線焊接引出正負極。壓電陶瓷片粘貼時需注意膠水涂抹均勻并按壓30秒，等待數(shù)小時后達到效果。壓電陶瓷片直徑10mm，厚度1mm，最大驅(qū)動電壓200v/mm，示波器選擇通道一用于顯示任意函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的激勵信號，二三四通道則用于連接待測結構上的接收傳感器，作為接收信號使用。

　　圖：50-300khz的Lamb波

　　通過頻散曲線可得鋁板在不同頻率下模態(tài)特性，由頻散曲線圖可知，頻率越小時板中的模態(tài)越少。為了選取中心頻率，在實驗中設定中心頻率為50-300khz，間隔為50khz，通過調(diào)節(jié)任意函數(shù)發(fā)生器來改變Lamb波的中心頻率。

　　圖：Hilbert變換

　　通過實驗確定最佳激發(fā)中心頻率為200khz，對所得信號進行250khz低通濾波和降噪處理后，采用希爾伯特變換進行位移曲線的包絡處理來提取有效信息。對Lamb波在平板結構損傷識別中的應用進行研究，對含缺陷鋁板進行數(shù)值模擬，基于橢圓定位法對損傷進行定位研究，獲取回波信號并讀取因損傷產(chǎn)生回波波峰所到達時間，從而定位出損傷所在位置。

　　實驗結果：

　　通過實驗研究激發(fā)中心頻率對接收信號的影響，繪制出中心頻率為50-300khz的Lamb波響應信號，并確立實驗所用最佳激發(fā)中心頻率。為了對實驗采集到的信號進行有效提取，分別設置了250khz低通、150-250khz帶通和150khz高通濾波器來進行信號的降噪處理，為了消除壓電陶瓷片個體間的差異和環(huán)境因素影響，對實驗結果進行了歸一化處理。驗證了基于橢圓軌跡法的損傷定位方法，獲取回波信號并讀取因損傷產(chǎn)生回波波峰所到達時間，從而定位出損傷所在位置。

　　實驗中用到的ATA-2022H功率放大器的參數(shù)指標：

　　圖：ATA-2022H功率放大器的參數(shù)指標

　　本文實驗素材由西安安泰電子整理發(fā)布，西安安泰電子科技有限公司（Aigtek）是國內(nèi)專業(yè)從事測量儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。公司致力于功率放大器、計量校準產(chǎn)品、線束測試儀等產(chǎn)品為核心的相關行業(yè)測試解決方案的研究，為用戶提供具有競爭力的測試方案，Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當規(guī)模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。