应用案例

　　实验名称：道岔直尖轨超声导波信号输出实验

　　研究方向：直尖轨导波传播特性测试

　　实验内容：道岔直尖轨为截面异型的变截面工程结构，导波在其中的传播特性十分复杂，即使是单一模态的导波在直尖轨不同截面处的波幅值分布也差别巨大。通过功率放大器输入高能导波信号，测试了单一模态在直尖轨中传播时的波幅值分布变化规律和频散特性变化规律，并首次发现了直尖轨中的彩虹捕获效应。

　　测试设备：任意波形发生器、高压放大器(Agitek的ATA-2022H)、示波器、压电陶瓷传感器等等。

　　实验过程：

　　图1：实验测试系统图

图2：实验实物图

　　利用任意波形发生器调制特定的单一导波模态信号，通过高压放大器进行信号放大形成高能超声导波信号，随后将压电陶瓷传感器和直尖轨轨腰打磨处紧密贴合，使导波信号输入到道岔直尖轨中，最终通过接收信号传感器和示波器来显示提取信号。在直尖轨纵向上等距接收大量导波信号，测试导波在直尖轨中的波幅值变化规律和频散特性变化特性。

　　实验结果：

图：实验结果

　　激励信号选择为中心频率45kHz的单周期汉宁窗信号，通过任意波形发生器、功率放大器和传感器稳定输入到道岔直尖轨中。同时等距离的信号接收点位包含了信号在传播过程中随着距离的变化，通过对系列频域信号的二次傅里叶变换可以得到频率-波数域信息。将钢轨导波传播特性在频率-波数域的云图分布与理论计算得到的频散曲线相叠加,可以得到导波传播特性。同时，可以将波数转换为相速度对比频率-相速度域的云图分布与理论相速度频散曲线的吻合性

　　功率放大器推荐：ATA-2022B高压放大器

图：ATA-2022B高压放大器指标参数

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