应用案例

【概述】

本研究中使用ATA-2022B高压放大器，搭建超声导波实验系统。高密度聚乙烯板壳结构因其优异性能广泛应用于石油化工领域，但因温度-应力耦合作用易引发材料损伤，威胁结构安全。超声导波技术虽在损伤检测中具有便捷高效的优势，然而实际环境中的温应力耦合会显著干扰导波传播特性，降低检测可靠性。本研究通过建立模型，系统研究温应力耦合条件下导波模态演变与频散特性，并引入敏感因子量化环境干扰，为复杂工况下导波检测的模态选择与信号处理提供理论支持。

实验名称：温度-应力耦合环境下高密度聚乙烯板壳结构的超声导波传播特性试验研究

实验原理：本研究基于超声导波频散特性，通过函数发生器产生汉宁窗调制正弦信号，经功放驱动PZT激发导波，利用温-应力耦合环境下材料波速响应差异，采集并分析信号。创新采用环境箱与拉伸机耦合加载，结合Floquet-Bloch模型和希尔伯特变换等分析方法，显著提升了频散特性表征精度。实验表明，在特定条件下，SH0等高阶模态对环境干扰的低敏感性可量化，为HDPE板壳结构在复杂环境下的损伤监测与模态选择提供了可靠依据。

实验框图：

实验实拍图：

实验过程：本研究通过函数发生器产生汉宁窗调制信号，经功放驱动PZT激发导波，在40°C/5MPa耦合环境下采集HDPE试件信号。采用希尔伯特变换和相位点分析法计算波速，实验测得相速度误差小于7.1%，证实了SH₀和Lamb-A₀模态对环境干扰的低敏感性，为高温/应力环境下HDPE结构导波检测提供了可靠依据。

应用方向：油田集输系统管道无损检测，城镇燃气管网安全监测，化工储罐结构健康评估，海底管道服役状态监测，工业非金属管道缺陷诊断等方向。

安泰放大器在此应用中的产品优势：

一、宽频带与平坦响应——精准覆盖导波检测常用频段，保障温应力环境下频散特性精确表征

二、大功率高压输出能力——驱动PZT产生强穿透导波，克服温应力环境下的衰减与噪声

三、低失真与高输出稳定性——保障温-力耦合加载下重复实验的数据一致性与模型精度

【推荐产品】：ATA-2000系列高压放大器

图：ATA-2000系列高压放大器指标参数

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