電壓放大器在超聲導波聲彈特性的液壓管路壓力檢測中的應用

時間：2023-01-04

實驗名稱：電壓放大器在超聲導波聲彈特性的液壓管路壓力檢測中的應用

研究方向：超聲檢測

實驗目的：

為實現(xiàn)農機裝備液壓系統(tǒng)的非介入式壓力檢測，在分析適合壓力檢測的超聲導波聲彈敏感模態(tài)與激勵頻率的基礎上，搭建了一套可控式液壓管路加壓測試系統(tǒng)，并利用設計的磁致伸縮傳感器的液壓管路進行壓力檢測試驗研究。試驗分析溫度與傳輸介質對超聲導波傳播特性的影響，建立各檢測模態(tài)激勵頻率對應的聲彈時延與壓力關系曲線，通過多次重復試驗評估壓力檢測精度，旨在為基于超聲導波聲彈特性的非介入式壓力檢測技術的后續(xù)研究與工程應用奠定基礎。

測試設備：信號發(fā)生器、ATA-2041高壓放大器，示波器、磁致伸縮傳感器、待測液壓管路與可控式液壓管路加壓系統(tǒng)

圖1：超聲導波液壓管路壓力檢測試驗系統(tǒng)

實驗過程：

函數(shù)發(fā)生器產生試驗所需用周期數(shù)的調制的正弦信號,將該信號經功率放大器放大后輸入激勵縱向模態(tài)或扭轉模態(tài)的磁致伸縮傳感器，使液壓管路中產生縱向模態(tài)或扭轉模態(tài)導波。位于液壓管路另一端的接收磁致伸縮傳感器將采集到的信號輸入示波器實時顯示。調節(jié)液壓加壓裝置使液壓管路的壓力穩(wěn)定在預定值時，關閉液壓泵，避免電機等對信號采集系統(tǒng)的影響，依靠蓄能器保壓穩(wěn)定壓力。示波器采集信號并做平均處理，以降低噪聲，保存采集到的信號數(shù)據(jù)到計算機處理。

實驗結果：

圖2：縱向L(0，2)模態(tài)激勵及接收信號

縱向模態(tài)壓力檢測采用圖1的檢測試驗系統(tǒng)，縱向模態(tài)磁致伸縮傳感器采用一激一收的方式進行數(shù)據(jù)采集。圖2為縱向L(0，2)模態(tài)激勵及接收信號，由接收信號圖可知，直達波信號受到了管路接口等的影響，產生了波形疊加現(xiàn)象。為盡可能的不受其他因素的影響，取圖中圈包圍部分波形作為試驗分析的數(shù)據(jù)。

試驗時，管道壓力先從0MPa加壓到20MPa，再降壓到0MPa，每2MPa壓力間隔作為一個數(shù)據(jù)采集點，每個數(shù)據(jù)點重復采集5次。升壓與降壓過程中每個壓力點各采集一組數(shù)據(jù)每組數(shù)據(jù)以0MPa壓力采集的5次信號均值作為基準對其他壓力點的信號進行互相關計算，得到壓力與時延值的關系:對每個壓力點重復采集的5次數(shù)據(jù)互相關計算，得到每個壓力點的誤差值。圖64為計算得到的時延值與溫度之間的關系。

試驗時，管道壓力先從0MPa加壓到20MPa，再降壓到0MPa，每2MPa壓力間隔作為一個數(shù)據(jù)采集點，每個數(shù)據(jù)點重復采集5次。升壓與降壓過程中每個壓力點各采集一組數(shù)據(jù)每組數(shù)據(jù)以0MPa壓力采集的5次信號均值作為基準對其他壓力點的信號進行互相關計算，得到壓力與時延值的關系：對每個壓力點重復采集的5次數(shù)據(jù)互相關計算，得到每個壓力點的誤差值。

圖3：壓力對縱向模態(tài)導波傳播特性的影響試驗結果

由圖結果可知，隨著管道壓力的增大，時延值逐漸減少，表現(xiàn)為L(0,2)縱向模態(tài)傳播速度隨著壓力的增加逐漸減小，這與理論及數(shù)值模擬結果是較為吻合的。升壓與降壓過程各個壓力點線性擬合的結果一致性較好,即每MPa壓力對應的時延值約為-49.8ns，相較溫度影響的-28.9ns時延值，1MPa壓力約相當于17C溫度的影響。但升壓與降壓過程中，線性擬合結果二者的截距具有顯著的差異，即表現(xiàn)為初始0MPa壓力狀態(tài)與升降壓完成后0MPa壓力狀態(tài)存在較大的時延值，產生該現(xiàn)象的主要原因是試驗過程液壓油的溫度會升高，從而導致二者之間的溫度具有一定的差異；此外，液壓油在此過程中也不能排除其粘度等基本屬性不會改變，故造成一定的初始誤差。從升降壓過程各個壓力點的誤差分布來看，部分壓力點的誤差較大具體表現(xiàn)為誤差較大壓力點的誤差相當于10MPa壓力的影響且從線性相關度的結果不難發(fā)現(xiàn)，擬合結果與理論也存在較大的誤差。

ATA-2041電壓放大器在本實驗中的作用：提供一個可控電壓源，來驅動傳感器。

安泰ATA-2041電壓放大器：

圖：ATA-2041電壓放大器指標參數(shù)

本文實驗素材由西安安泰電子整理發(fā)布。Aigtek已經成為在業(yè)界擁有廣泛產品線，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。

詞條
詞條說明
前置微小是什么
前置微小是一種專門用于放大微弱輸入信號的電子設備。它常用于電子測量、信號傳輸、音頻放大等領域，能夠將微小的輸入信號放大到足夠大的幅度，以便后續(xù)處理或傳輸。下面我們將從工作原理、應用和發(fā)展趨勢三個方面，詳細探討前置微小的概念和重要性。前置微小通常采用了一系列的電路設計和技術手段，以實現(xiàn)對微弱輸入信號的放大。它的工作原理主要包括以下幾個步驟：1.接收輸入信號：前置微小信號
高壓放大器在大學教研領域的實際應用
在大學教研領域中，高壓放大器可以用于多種實際應用。下面將介紹其中幾個典型的應用場景。1、激光切割適用高校學院：機械學院應用場景：機械制造、各類材料的切割2、超聲霧化適用高校學院：醫(yī)學院、機械學院、物理學院應用場景：醫(yī)學上的霧化**、加濕器、微煤霧化、制造舞臺效果3、微流控技術細胞分選適用高校學院：醫(yī)學院、生物學院、化學院應用場景：藥品研制、研制4、磁性材料適用高校學院：物理學院、機械學院、航空學院
上海安泰線束測試儀低壓測試原理介紹
1.導通測試導通測試是線束中必須相連接的點是否準確的連接。通常人們用的方法是線路的一端，施以一定額的電流，并在另一端探查是否有相對應的電流流出，而獲知該路徑是否接通，再進一步量測兩端的電壓差，計算該導線的電阻值，此要對線束逐點進行點對點的測試。在多線束導通測試的過程中，如果有錯誤發(fā)生，不論是斷線、短路或接線錯誤，通常較大的困難就是找到真正的錯誤，是斷線未接，還是連接錯誤，還是線間短路等等。傳統(tǒng)上簡
功率放大器模塊在**微晶合金磁特性測量研究中的應用
客戶需求：對**微晶合金磁特性測量中的波形發(fā)生與控制問題進行研究，實驗系統(tǒng)有嚴格的體積要求，上位機可外置，測試系統(tǒng)需集成于機箱，機箱尺寸：1900mm×500mm×600mm。解決方案：功率放大器模塊采用安泰ATA-M240高壓放大器模塊，該放大模塊，**寬的頻率范圍30kHz~1.5MHz，輸出電壓400Vpp，操作簡單，只需DC18-28V的供電電壓即可工作。實驗名稱：**微晶合金磁特性測量中的波