實驗名稱：電壓放大器在農田灌溉管道缺陷檢測研究中的應用

研究方向：管道檢測、超聲波檢測

圖：管道示意圖

測試目的：

超聲導波檢測構件時，先激勵導波使其在構件中傳播，導波遇到構件中不連續處或有缺陷的地方發生反射，通過捕捉反射的信號并進行分析，可判斷構件中缺陷存在的可能性。超聲導波頻率比常規超聲探傷的工作頻率低，通常不超過500kHz，因而在構件中傳播時衰減小，適合大范圍、長距離的快速檢測，檢測效率高。

利用超聲導波檢測技術對管道缺陷的定位進行了研究，選用超聲導波中的L(0，1)模態對管道的缺陷進行檢測，觀察L(0，1)模態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，對比直管和彎管的傳播特性，并分析缺陷對傳播特性與能量分布情況的影響。研究發現:L(0，1)模態在液體中傳播時，大部分能量會損耗在液體中，波在完整管中傳播的速度大于缺陷管，在彎管中傳播時損耗的能量普遍高于直管，根據這些特性就可以實時監測管道，防止管道因泄露造成資源浪費。

測試設備：ATA-2042高壓放大器、直、彎鋼管、函數發生器、數字示波器、計算機、轉換開關、壓電傳感器

圖：農田灌溉管道缺陷檢測實驗系統示意圖

實驗過程：

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片壓電陶瓷片激勵信號，激勵信號為10個震蕩周期經Hanning窗調制的正弦信號。信號經過放大器放大后，在管道中產生縱向模態，另外4片壓電陶瓷片用來接收信號。

實驗結果：

1、在充液管與未充液管中，L(0，1)模態在液體中傳播時，一部分能量會損耗在液體中，但對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，不受液體介質的影響。

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

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

安泰ATA-2042高壓放大器：

圖：ATA-2042高壓放大器指標參數

本文實驗素材由西安安泰電子整理發布。Aigtek已經成為在業界擁有廣泛產品線，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。

審核編輯：湯梓紅