【導讀】傳(chuan)統(tong)的(de)無(wu)損(sun)檢(jian)測(ce)方(fang)法(fa)往(wang)往(wang)難(nan)以(yi)實(shi)現(xian)對(dui)大(da)麵(mian)積(ji)區(qu)域(yu)的(de)高(gao)精(jing)度(du)定(ding)量(liang)評(ping)估(gu)，尤(you)其(qi)在(zai)複(fu)雜(za)結(jie)構(gou)中(zhong)

，缺(que)陷(xian)的(de)深(shen)度(du)與(yu)空(kong)間(jian)分(fen)布(bu)特(te)征(zheng)獲(huo)取(qu)仍(reng)麵(mian)臨(lin)挑(tiao)戰(zhan)。超(chao)聲(sheng)導(dao)波(bo)檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)憑(ping)借(jie)其(qi)傳(chuan)播(bo)距(ju)離(li)遠(yuan)、檢測範圍廣、對結構內部損傷敏感等優勢
，成為薄壁結構健康監測的重要手段。本研究聚焦於超聲Lamb波bo全quan波bo場chang成cheng像xiang技ji術shu，通tong過guo引yin入ru掃sao描miao激ji光guang測ce振zhen儀yi獲huo取qu導dao波bo在zai結jie構gou表biao麵mian的de完wan整zheng時shi空kong響xiang應ying，結jie合he波bo數shu域yu分fen析xi方fang法fa，旨zhi在zai實shi現xian對dui腐fu蝕shi缺que陷xian的de高gao分fen辨bian率lv定ding量liang識shi別bie。實shi驗yan中zhong，采cai用yong任ren意yi波bo形xing發fa生sheng器qi生sheng成cheng漢han寧ning窗chuang調tiao製zhi的de窄zhai帶dai激ji勵li信xin號hao，經jing由youATA-2022B高壓放大器進行功率放大
，驅動壓電晶片激發純淨的Lamb波模態。該方法不僅能夠有效抑製噪聲幹擾
，還可通過全波場信息提取實現缺陷特征的精準重構，為結構完整性評估提供可靠依據。

研究方向：超聲無損檢測

實驗內容：腐蝕引起的厚度損失對殼體結構的完整性構成了重大威脅
，因此定量評估減薄深度至關重要。超聲Lamb波檢測因其便捷、經濟
、對人身安全
、duibodaojiegouhengjiemianshangrenheweizhidesunshangminganyijinenggoucongdangetantouweizhijiancezhenggejiegoudengyoushi，guangfanyingyongyubobijiegouzhonggezhongquexiandejiance。saomiaojiguangcezhenyikeyizaichuanboquyuhuodequandaobochang，tongguofenxichaoshengLamb波全波場頻率與波數的關係，可以分離出不同結構深度對應的特征，從而提高診斷精度。本實驗使用任意波形發生器生成漢寧窗調製的400kHz5周期正弦脈衝信號，經由ATA-2022B高壓放大器進一步放大驅動PZT壓電片產生超聲導波，利用激光測振儀記錄試樣表麵的超聲導波全波場數據
，進行信號處理和缺陷成像。

測試設備：任意波形發生器
，ATA-2022B高壓放大器，PZT壓電片
，激光測振儀，采集卡等。

實驗過程：

圖：實驗測試係統實物圖

本實驗采用漢寧窗調製的窄帶脈衝信號（中心頻率400kHz，5周期）激勵Lamb波在板狀結構中傳播
，該信號設計通過時域包絡優化實現頻譜能量聚焦（-6dB帶寬320-480kHz），有效抑製旁瓣幹擾。當Lamb波傳播至腐蝕缺陷區域時，將激發多重物理響應：包括散射波生成、S0/A0模式轉換及波速變化。利用激光測振儀（位移分辨率0.1μm，掃描步長1mm）非接觸式捕獲試樣表麵全波場時空矩陣（典型維度200×200空間點×10,000時間點）。實驗係統通過任意波形發生器生成激勵信號，經ATA-2022B高壓放大器（增益40倍
，輸出200Vpp）驅動4mm×4mm×4mmPZT壓電片產生超聲Lamb波，最終基於局部波數估計算法實現缺陷成像，其空間分辨率達λ/2（400kHz在鋁中約2mm）
，顯著突破傳統點傳感方法的物理局限。

實驗結果：

圖：實驗結果

在zai三san塊kuai具ju有you不bu同tong缺que陷xian的de鋁lv板ban進jin行xing測ce試shi
，從cong成cheng像xiang結jie果guo上shang來lai看kan，所suo獲huo得de圖tu像xiang能neng夠gou較jiao為wei準zhun確que地di還hai原yuan缺que陷xian的de空kong間jian分fen布bu特te征zheng。不bu僅jin缺que陷xian的de形xing貌mao得de到dao了le很hen好hao的de表biao征zheng
，而er且qie缺que陷xian的de深shen度du信xin息xi也ye能neng獲huo得de。缺que陷xian位wei置zhi和he深shen度du與yu真zhen實shi值zhi一yi致zhi，邊bian界jie略lve顯xian擴kuo展zhan，這zhe是shi由you於yu最zui小xiao窗chuang口kou寬kuan度du為wei一yi個ge波bo長chang所suo致zhi，有you助zhu於yu抑yi製zhi波bo數shu泄xie漏lou誤wu差cha。在zai淺qian缺que陷xian區qu域yu

，部bu分fen成cheng像xiang方fang法fa存cun在zai分fen辨bian率lv下xia降jiang的de現xian象xiang，局ju部bu波bo數shu估gu計ji在zai此ci處chu的de穩wen健jian性xing受shou到dao波bo場chang幹gan擾rao的de影ying響xiang，尤you其qi在zai邊bian界jie反fan射she和he缺que陷xian散san射she交jiao疊die區qu域yu。對dui於yu缺que陷xian深shen度du分fen布bu相xiang對dui均jun勻yun的de樣yang品pin，檢jian測ce具ju有you較jiao高gao的de運yun算suan效xiao率lv；而在深度變化劇烈的區域
，計算耗時相應增加。得益於ATA-2022B高gao壓ya放fang大da器qi的de穩wen定ding輸shu出chu和he高gao壓ya放fang大da，成cheng像xiang結jie果guo的de信xin噪zao比bi極ji高gao。其qi背bei景jing區qu域yu幾ji乎hu無wu明ming顯xian偽wei影ying，僅jin在zai缺que陷xian邊bian緣yuan出chu現xian微wei弱ruo的de衍yan射she條tiao紋wen
，略lve偏pian離li入ru射she方fang向xiang，屬shu於yu難nan以yi完wan全quan抑yi製zhi的de物wu理li散san射she現xian象xiang。

功率放大器推薦：ATA-2022B高壓放大器

　　圖：ATA-2022B高壓放大器指標參數

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實shi驗yan結jie果guo表biao明ming，利li用yong掃sao描miao激ji光guang測ce振zhen儀yi采cai集ji的de高gao密mi度du時shi空kong數shu據ju，結jie合he局ju部bu波bo數shu估gu計ji算suan法fa
，能neng夠gou清qing晰xi再zai現xian缺que陷xian的de空kong間jian形xing貌mao與yu深shen度du分fen布bu，成cheng像xiang結jie果guo與yu實shi際ji缺que陷xian具ju有you高gao度du一yi致zhi性xing。盡jin管guan在zai邊bian界jie區qu域yu存cun在zai輕qing微wei的de擴kuo展zhan效xiao應ying，且qie淺qian層ceng缺que陷xian的de分fen辨bian率lv受shou散san射she波bo場chang幹gan擾rao略lve有you下xia降jiang，但dan整zheng體ti成cheng像xiang質zhi量liang優you異yi，信xin噪zao比bi高gao，偽wei影ying幹gan擾rao少shao。ATA-2022B高(gao)壓(ya)放(fang)大(da)器(qi)在(zai)實(shi)驗(yan)中(zhong)表(biao)現(xian)出(chu)出(chu)色(se)的(de)信(xin)號(hao)保(bao)真(zhen)與(yu)驅(qu)動(dong)能(neng)力(li)，為(wei)激(ji)勵(li)信(xin)號(hao)的(de)穩(wen)定(ding)輸(shu)出(chu)提(ti)供(gong)了(le)關(guan)鍵(jian)保(bao)障(zhang)。該(gai)技(ji)術(shu)突(tu)破(po)了(le)傳(chuan)統(tong)點(dian)式(shi)檢(jian)測(ce)的(de)空(kong)間(jian)限(xian)製(zhi)，實(shi)現(xian)了(le)對(dui)複(fu)雜(za)腐(fu)蝕(shi)狀(zhuang)態(tai)的(de)高(gao)精(jing)度(du)可(ke)視(shi)化(hua)，具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)工(gong)程(cheng)應(ying)用(yong)前(qian)景(jing)。