射頻功率放大器在鋁板損傷量化表征中的應(yīng)用

時(shí)間：2023-04-20作者：西安安泰電子科技有限公司瀏覽：318

實(shí)驗(yàn)名稱：基于異常指數(shù)的鋁板損傷量化表征

研究方向：損傷量化

測(cè)試目的：

結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)與量化評(píng)估對(duì)于**航空、航天、船舶、石油化工及工業(yè)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)安全性具有重要意義，受到了廣泛的關(guān)注。在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)技術(shù)中，超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)具有范圍廣，速度快，對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷敏感，安全方便，且廉，在薄板構(gòu)件的無(wú)損檢測(cè)和健康監(jiān)測(cè)中具有良好的應(yīng)用潛力。

圖1：傳感信號(hào)時(shí)域損傷信號(hào)提取

超聲導(dǎo)波信號(hào)具有短程非平穩(wěn)性，且易受到外界干擾因素的影響，為了實(shí)現(xiàn)微弱缺陷信號(hào)的增強(qiáng)，許多研究者采用了時(shí)間反轉(zhuǎn)聚焦方法、相控聚焦方法、虛擬反轉(zhuǎn)聚焦法等來(lái)提高Lamb波信噪比、增強(qiáng)缺陷損傷信號(hào)，但這些技術(shù)不僅實(shí)際操作步驟復(fù)雜，而且在聚焦過(guò)程中出現(xiàn)其他的雜波，影響損傷檢測(cè)結(jié)果。一般來(lái)說(shuō)，原始損傷特征對(duì)初始損傷和細(xì)微退化趨勢(shì)的敏感度不高。單個(gè)損傷特征只能反映結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的部分或特定方面的狀態(tài)，無(wú)法對(duì)結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行全面準(zhǔn)確的評(píng)估，而多域高維特征往往包含大量“冗余”信息不僅帶來(lái)“維數(shù)災(zāi)難”問(wèn)題，而且損傷狀態(tài)評(píng)估的準(zhǔn)確性，因此，有必要在損傷敏感特征篩選的基礎(chǔ)上，通過(guò)特征融合以建立一個(gè)綜合損傷評(píng)估指數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)一描述與準(zhǔn)確評(píng)估。因此，本文引入了基于自組織特征映射(self-organizingfeaturemapping，SOM)的敏感損傷特征融合方法，以構(gòu)建能夠全面評(píng)估鋁板損傷的統(tǒng)一指數(shù)。

測(cè)試設(shè)備：ATA-8202射頻功率放大器、信號(hào)發(fā)生器、激光測(cè)振動(dòng)儀、待測(cè)鋁板。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

為了較好的驗(yàn)證AI對(duì)鋁板損傷評(píng)估的優(yōu)越性，本節(jié)將通過(guò)鋁板彎曲疲勞循環(huán)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明，如下圖所示。由激發(fā)裝置產(chǎn)生的Lamb波在鋁板中傳播一定距離后被傳感器接收，其中實(shí)驗(yàn)材料為400mmx40mmx15mm的鋁板，無(wú)約束地平行放置在海綿塊上。由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器生成中心頻率500kHZ的10周期Lamb激勵(lì)信號(hào)，脈沖群被ATA-8202射頻功率后傳遞至鋁板中，由全場(chǎng)掃描式激光測(cè)振儀接收。在彎曲疲勞次數(shù)為0、1、2、3、4、5、6、7、8、9時(shí)，分別記錄導(dǎo)波信號(hào)的激發(fā)-接收實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提取的18組特征參數(shù)。

圖2：鋁板曲疲勞循環(huán)試驗(yàn)的示意圖

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

為了對(duì)鋁板彎折損傷進(jìn)行一致性表征，采用30次同等測(cè)試條件下獲得的無(wú)損信號(hào)的敏感特征向量作為訓(xùn)練樣本，建立SOM模型，繼而計(jì)算各個(gè)彎折損傷板的異常指數(shù)。結(jié)果如下圖（a）所示?？梢?jiàn)，本文提出的異常指數(shù)與鋁板彎折次數(shù)間具有較好的線性相關(guān)性。為了驗(yàn)證基于SOM的AI對(duì)損傷狀態(tài)評(píng)估的優(yōu)越性，以無(wú)損狀態(tài)下的30次測(cè)量得到的敏感特征的平均值組成的特征向量為無(wú)損基準(zhǔn)，采用損傷狀態(tài)下的F到基準(zhǔn)的歐氏距離作為損傷評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)果如下圖（b）所示，從下圖（a）可以看出，AI值隨彎曲疲勞次數(shù)線性增加，且AI值分散在擬合曲線的兩側(cè)，與疲勞彎曲次數(shù)間的線性相關(guān)性較高。下圖（b）中，盡管基于歐氏距離的損傷值具有隨彎曲次數(shù)增加而增加的趨勢(shì)，但損傷值大多分散在擬合曲線的下方，與彎曲次數(shù)的線性相關(guān)度較差，對(duì)損傷演化的敏感性較差。圖（a）中AI指數(shù)與彎曲次數(shù)間較好的線性相關(guān)性驗(yàn)證了AI指數(shù)對(duì)鋁板彎折損傷程度具有較好的量化表征能力，證實(shí)了其表征鋁板疲勞損傷的有效性與敏感性。

圖3：鋁板量化評(píng)估結(jié)果

安泰ATA-8202射頻功率放大器：

本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰電子整理發(fā)布。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。





西安安泰電子科技有限公司專注于高壓放大器,功率放大器,射頻功率放大器,電壓放大器,功率放大器模塊,功率信號(hào)源,高精度電流源,高精度電壓源等

• 詞條

  詞條說(shuō)明

• 什么是壓電陶瓷？

  答：壓電陶瓷是一種能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的信息功能陶瓷材料-壓電效應(yīng),壓電陶瓷除具有壓電性外, 還具有介電性、彈性等, 已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像、聲傳感器、聲換能器、超聲馬達(dá)等。壓電陶瓷利用其材料在機(jī)械應(yīng)力作用下，引起內(nèi)部正負(fù)電荷中心相對(duì)位移而發(fā)生較化，導(dǎo)致材料兩端表面出現(xiàn)符號(hào)相反的束縛電荷即壓電效應(yīng)而制作，具有敏感的特性，壓電陶瓷主要用于制造超聲換能器、水聲換能器、電聲換能器、陶瓷濾波器、陶瓷

• 高壓功率放大器在縱振型超聲振子研究中的應(yīng)用

  實(shí)驗(yàn)名稱：縱振型超聲振子的設(shè)計(jì)與有限元分析研究方向：超聲振子測(cè)試目的：利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，依據(jù)夾心式壓電超聲換能器的設(shè)計(jì)理論，設(shè)計(jì)了一款可用于旋轉(zhuǎn)超聲銑削加工的縱振型超聲振子。采用PZFLex軟件對(duì)影響超聲振子諧振頻率的因素進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：超聲振子諧振頻率隨有效長(zhǎng)度和過(guò)渡圓柱長(zhǎng)度的增加而減小，隨預(yù)緊螺栓長(zhǎng)度和后端蓋孔深度的增加而增大。根據(jù)結(jié)果加工了縱振型超聲振子，并對(duì)振子進(jìn)行阻抗分析，

• 這些關(guān)于高壓放大器的常識(shí)，你知道多少？（二）

  高壓放大器是一種用于放大高壓信號(hào)的電子測(cè)量?jī)x器，具有高壓輸出，低噪聲，高精度，高穩(wěn)定性，高可靠性，低功耗，等的優(yōu)點(diǎn)。關(guān)于高壓放大器的相關(guān)常識(shí)，相信還有不少新手工程師不太了解，今天就帶大家一起來(lái)看看。 電容負(fù)載：在交流應(yīng)永忠，容性負(fù)載需要增加電流而且隨著時(shí)間從電容中減去，可以使用多象限輸出能力的放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)。 電流（環(huán)路）輸出：用來(lái)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行測(cè)量的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)型電流輸出，相對(duì)獨(dú)立于測(cè)量設(shè)備和*

• 功率放大器的特點(diǎn)是什么

  功率放大器是電子系統(tǒng)中常見(jiàn)的一種設(shè)備，其主要功能是將低功率輸入信號(hào)放大為高功率的信號(hào)輸出。功率放大器具有多種特點(diǎn)，下面西安安泰電子將詳細(xì)介紹功率放大器的幾個(gè)主要特點(diǎn)。功率放大器的一個(gè)主要特點(diǎn)是高功率輸出。與相比，功率放大器能夠提供較高的輸出功率。這是因?yàn)楣β史糯笃鲀?nèi)部采用了大功率的電子元件和設(shè)計(jì)，使其能夠承受和傳遞較高的電流和電壓。這使得功率放大器能夠驅(qū)動(dòng)高功率負(fù)載，如揚(yáng)聲器、電動(dòng)機(jī)和其