【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Lambboquanbochangchengxiangjishu，tongguoyinrusaomiaojiguangcezhenyihuoqudaobozaijiegoubiaomiandewanzhengshikongxiangying，jieheboshuyufenxifangfa，zhizaishixianduifushiquexiandegaofenbianlvdingliangshibie。shiyanzhong，caiyongrenyiboxingfashengqishengchenghanningchuangtiaozhidezhaidaijilixinhao
，jingyouATA-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-2022Bgaoyafangdaqidewendingshuchuhegaoyafangda，chengxiangjieguodexinzaobijigao。qibeijingquyujihuwumingxianweiying，jinzaiquexianbianyuanchuxianweiruodeyanshetiaowen
，lvepianlirushefangxiang

，shuyunanyiwanquanyizhidewulisanshexianxiang。

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

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。西安安泰電子是專業從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源
、高精度電流源等電子測試儀器研發、生產和銷售的高科技企業。

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。