電磁超聲蘭姆波的無(wú)損探傷測(cè)試-功率放大器

為了提高電磁超聲換能器的換能效率，采用大功率高頻激勵(lì)源來(lái)驅(qū)動(dòng)，電磁超聲蘭姆波無(wú)損探傷測(cè)試研究。通過(guò)Aigtek功率放大器進(jìn)行放大以用于驅(qū)動(dòng)激勵(lì)傳感器，然后通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡接收波形信號(hào)，通過(guò)考慮Lamb波兩種基頻模態(tài)下的頻散特征，對(duì)Lamb波時(shí)域模型進(jìn)行嚴(yán)格推導(dǎo)，得到了不隨傳播時(shí)間變化的耦合項(xiàng)，該項(xiàng)可以用于模態(tài)區(qū)分。

超聲蘭姆波探傷的基本原理：

電磁超聲蘭姆波是依據(jù)電磁感應(yīng)原理進(jìn)行缺陷檢測(cè)。通過(guò)超聲換能器的永磁鐵及交流線(xiàn)圈產(chǎn)生偏置磁場(chǎng)，在金屬板內(nèi)形成洛倫茲力產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，形成貫穿板厚的超聲波。接收是激勵(lì)的一個(gè)逆過(guò)程，接收線(xiàn)圈在質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)切割磁感線(xiàn)時(shí)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，若存在缺陷，信號(hào)回波會(huì)發(fā)生變化，因此通過(guò)接收信號(hào)的變化便可進(jìn)行判斷和定位。

超聲蘭姆波激發(fā)原理：

電磁超聲蘭姆波換能器的載流線(xiàn)圈有回折形線(xiàn)圈和螺旋形線(xiàn)圈兩種形式，當(dāng)線(xiàn)圈內(nèi)部通入高頻交變電流并置放在水平或垂直靜態(tài)磁場(chǎng)時(shí)，換能器下方的被測(cè)金屬板表面就會(huì)產(chǎn)生高頻振動(dòng)，當(dāng)金屬板厚度小于或等于二分之一波長(zhǎng)時(shí)，該高頻振動(dòng)就會(huì)以蘭姆波的形式傳播出去。質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與金屬板內(nèi)部的受力方向一致，對(duì)于非鐵磁性金屬板來(lái)講由EMAT產(chǎn)生的洛倫茲力方向垂直于靜態(tài)磁場(chǎng)或者線(xiàn)圈電流方向。對(duì)于螺旋形線(xiàn)圈來(lái)說(shuō)，洛倫茲力方向垂直于線(xiàn)圈的切線(xiàn)方向此時(shí)存在的問(wèn)題是能量分散且方向性差，現(xiàn)有的蘭姆波EMAT線(xiàn)圈形式以回折形線(xiàn)圈為主。

根據(jù)電磁超聲換能器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，設(shè)計(jì)了一款信號(hào)發(fā)生器和功率放大器相結(jié)合的激勵(lì)電路，功率放大器介紹：

ATA-2000系列是一款理想的可放大交、直流信號(hào)的功率放大器。大差分輸出1600Vp-p (±800V)高壓，可以驅(qū)動(dòng)高壓型負(fù)載。電壓增益數(shù)控可調(diào)，一鍵保存常用設(shè)置，為您提供了方便簡(jiǎn)潔的操作選擇，同時(shí)雙通道高壓放大器輸出還可同步調(diào)節(jié)，可與主流的信號(hào)發(fā)生器配套使用，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大。

對(duì)信號(hào)放大器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行激勵(lì)信號(hào)的處理，并對(duì)激勵(lì)線(xiàn)圈進(jìn)行了阻抗匹配，磁鐵和激勵(lì)線(xiàn)圈的不同組合形式可以分別在鐵磁性和非鐵磁性金屬薄板中激發(fā)出蘭姆波，功率放大器能夠在金屬薄板中激發(fā)出高性能的蘭姆波并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定接受，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)金屬薄板的無(wú)損探傷。