电压放大器在混凝土非线性声学特性测试实验中的应用

随着时代的不断发展，混凝土材料广泛应用于土木水利工程等领域，基于混凝土材料的检测方法一直受到建筑行业的广泛关注。传统无损检测法在仪器携带操作程序，检测精度，损伤定位等方面有诸多不足和局限性，基于这些情况，提出了非线性超声混频无损检测。非线性超声混频利用线性源传播中相遇发生的谐振效应，利用谐波传递介质材料内部的缺陷和损伤。这种方法具有检测穿透强高、精度高以及非接触等特点。并且在空间和方向控制等方面有明显的优势。

　　安泰电子ATA-2000系列高压放大器，在超声无损检测领域中应用广泛，其最大输出电压1600Vpp，-3dB带宽DC~1MHz。且输出电压稳定，输出波形好。能够驱动大部分超声换能器。

　　实验名称：混频测试混凝土非线性声学特性测试实验

　　实验原理：功率放大器驱动两组有夹角的超声换能器，超声换能器产生两列入射超声波，超声波在材料中传播。两组入射波和材料内部结构相互作用产生非线性的谐波、通过分析非线性谐波，可以提取材料的性能信息，通过对比理论数据就可以检测出混凝土材料中是否存在缺陷。

　　实验框图：

　　实验系统实拍图：

　　实验过程：信号发生器分别输出两组频率为40K和48K的正弦基频波,经过功率放大器进行放大，输出50-180Vpp电压，电压驱动超声换能器发出超声信号，超声信号在混凝土材料中传输，接收信号由接收换能器转变为电压信号在采样率为5MSa/s的示波器上显示。通过分析接收信号判断混凝土材料中是否存在缺陷。

　　实验结果：通过对比不同的激励幅值所对应试验结果，随着激励幅值的增大，混频非线性系数标准差先减小后增大，因而确定了混凝土试样在当前条件下的混频最佳激励幅值为100V。对比不同长度和角度的含裂纹混凝土试样。非线性混频法对裂纹长度和角度的变化高次谐波法更敏感，精度更高。

　　功率放大器发挥的效能：为整个实验中的核心部分，在此实验中发挥的作用是提供50-180V的电压信号，用来驱动超声换能器产生超声波。

　　功率放大器推荐：ATA-2000系列

图：ATA-2000系列高压放大器指标参数

　　应用方向：桥梁、建筑、土木工程

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