實(shí)驗(yàn)名稱：孔道灌漿非線性超聲測試原理及系統(tǒng)研究

研究方向：篩選非線性超聲測試的適用原理與方法、確定信號處理方法以提取有效諧波特征、搭建非線性超聲測試系統(tǒng)、優(yōu)化關(guān)鍵測試參數(shù)以保障檢測有效性

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簶?gòu)建適配預(yù)應(yīng)力混凝土梁孔道灌漿微缺陷檢測的非線性超聲測試技術(shù)體系，為后續(xù)不同工況（漿液不足、穩(wěn)壓時間不足）下的微缺陷識別提供原理支撐、設(shè)備鏈路與參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

測試設(shè)備：信號發(fā)生器、ATA-2042高壓放大器、PXR04超聲換能器、PXR07接收換能器、混凝土試件、示波器、PC。

實(shí)驗(yàn)過程：

在測試過程中，信號發(fā)生器產(chǎn)生的電信號因能量較低需經(jīng)功率放大器放大，以增強(qiáng)超聲波各階幅值、提升測試效果；隨后電信號通過發(fā)射超聲換能器轉(zhuǎn)換為聲信號入射到混凝土試件，聲信號攜帶試件內(nèi)部損傷信息后被接收換能器接收，接收換能器再將聲信號轉(zhuǎn)回電信號，由示波器采集；由于示波器數(shù)據(jù)處理精度有限且保存不便，通常將其與電腦相連直接操作處理，或通過外接優(yōu)盤存儲信號數(shù)據(jù)，測試完成后在計算機(jī)中統(tǒng)一處理。

圖1振動調(diào)制法試驗(yàn)裝置圖

圖2非線性超聲測試系統(tǒng)搭建圖

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

1、通過對超聲波縱波在固體介質(zhì)內(nèi)傳播時的一維波動方程的求解，得出了非線性系數(shù)的求值方法，即通過一階諧波幅值和二階諧波復(fù)制進(jìn)行線性擬合求取，并且進(jìn)行三種測試方法的對比，最后選取了有限幅度法進(jìn)行后文試驗(yàn)研究；

2、）基于同配合比制備的尺寸為200*200*200mm3的立方體試件的實(shí)測數(shù)據(jù)，在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土梁試件的非線性超聲測試時可將超聲波的入射頻率確定為45kHz，波形選取為正弦波；

3、采用利用不斷增加增益電壓所獲得的一階諧波幅值和二階諧波幅值，然后將二者通過最小二乘法進(jìn)行擬合進(jìn)一步求取的相對非線性系數(shù)值得方法時可行得，并且線性相關(guān)系數(shù)可以達(dá)到0.9以上。

圖3不同增益電壓下的諧波幅值變化圖

產(chǎn)品推薦：ATA-2082高壓放大器

圖：ATA-2082高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

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審核編輯 黃宇