電壓放大器在農(nóng)田灌溉管道缺陷檢測(cè)研究中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)名稱：電壓放大器在農(nóng)田灌溉管道缺陷檢測(cè)研究中的應(yīng)用

研究方向：管道檢測(cè)、超聲波檢測(cè)

圖：管道示意圖

測(cè)試目的：

超聲導(dǎo)波檢測(cè)構(gòu)件時(shí)，先激勵(lì)導(dǎo)波使其在構(gòu)件中傳播，導(dǎo)波遇到構(gòu)件中不連續(xù)處或有缺陷的地方發(fā)生反射，通過捕捉反射的信號(hào)并進(jìn)行分析，可判斷構(gòu)件中缺陷存在的可能性。超聲導(dǎo)波頻率比常規(guī)超聲探傷的工作頻率低，通常不超過500kHz，因而在構(gòu)件中傳播時(shí)衰減小，適合大范圍、長距離的快速檢測(cè)，檢測(cè)效率高。

利用超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)對(duì)管道缺陷的定位進(jìn)行了研究，選用超聲導(dǎo)波中的L(0，1)模態(tài)對(duì)管道的缺陷進(jìn)行檢測(cè)，觀察L(0，1)模態(tài)在充液管與未充液管、完整管與缺陷管、直管與彎管中的傳播特性，對(duì)比直管和彎管的傳播特性，并分析缺陷對(duì)傳播特性與能量分布情況的影響。研究發(fā)現(xiàn):L(0，1)模態(tài)在液體中傳播時(shí)，大部分能量會(huì)損耗在液體中，波在完整管中傳播的速度大于缺陷管，在彎管中傳播時(shí)損耗的能量普遍高于直管，根據(jù)這些特性就可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道，防止管道因泄露造成資源浪費(fèi)。

測(cè)試設(shè)備：ATA-2042高壓放大器、直、彎鋼管、函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字示波器、計(jì)算機(jī)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、壓電傳感器

圖：農(nóng)田灌溉管道缺陷檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖

實(shí)驗(yàn)過程：

壓電傳感器為長度伸縮型壓電陶瓷晶片，壓電陶瓷晶片的長度方向平行于管道軸向，管道一端一共布置8片壓電陶瓷片。4片壓電陶瓷片激勵(lì)信號(hào)，激勵(lì)信號(hào)為10個(gè)震蕩周期經(jīng)Hanning窗調(diào)制的正弦信號(hào)。信號(hào)經(jīng)過放大器放大后，在管道中產(chǎn)生縱向模態(tài)，另外4片壓電陶瓷片用來接收信號(hào)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

1、在充液管與未充液管中，L(0，1)模態(tài)在液體中傳播時(shí)，一部分能量會(huì)損耗在液體中，但對(duì)整體來說沒有什么太大的影響，依舊可以在充液管道中傳播，不受液體介質(zhì)的影響。

2、在完整管與缺陷管中，導(dǎo)波在完整管中傳播的速度大于缺陷管，可以有效檢測(cè)出管道中存在的缺陷及裂紋，且缺陷的尺寸也會(huì)影響導(dǎo)波的缺陷回波信號(hào)，缺陷越大，端面回波的幅值也越大。

3、在直管與彎管中，波在彎管中傳播時(shí)損耗的能量普遍高于直管，不管導(dǎo)波傳播的路徑如何變，都可以對(duì)缺陷進(jìn)行定位。

安泰ATA-2042高壓放大器：

圖：ATA-2042高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

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審核編輯：湯梓紅