【功率放大器應用】基于干耦合超聲檢測Lamb波信號分析

干耦合超聲檢測方法由于無需在待檢測材料表面涂抹水或油等液體耦合劑，操作方便，移動靈活，適用于固體火箭發(fā)動機殼體、飛機機翼等一些對結(jié)構(gòu)完整性要求較高且需要長期使用或貯存的部件。當利用干耦合方法對復合材料平板結(jié)構(gòu)進行檢測時，激發(fā)出的Lamb波攜帶有大量結(jié)構(gòu)或缺陷的信息，如缺陷的類型、大小、位置等，采用合理的分析方法提取出信號中的有用信息，就能對材料中的損傷做出評估。

干耦合Lamb波信號分析：

干耦合超聲檢測實驗系統(tǒng)：信號發(fā)生器、功率放大器、示波器、干耦合超聲波探頭，其中干耦合探頭的壓電振子采用三疊片形式，上下兩層為兩片沿厚度方向極化的壓電陶瓷圓片，作為壓電振子的驅(qū)動材料，中間一層為金屬片，其直徑略大于壓電陶瓷圓片，用于支撐和進行電路連接；

利用信號發(fā)生器產(chǎn)生頻率為100KHz的正弦信號作為激勵信號，經(jīng)功率放大器放大后輸出電壓40Vpp，輸出阻抗為低阻50Ω，檢測時，將一對干耦合探頭置于缺陷的兩端，間距不變，并通過質(zhì)量塊加壓固定，依次在10mm及30mm缺陷區(qū)域采集Lamb波檢測信號，傳統(tǒng)的超聲波檢測中，通常根據(jù)不同狀態(tài)下時域信號幅值的差異來判斷缺陷的存在與否，但從下圖中可以看出，兩個信號幅值相近，簡單的根據(jù)幅值變化無法區(qū)分出缺陷大小。檢測到的Lamb波均含有多種波包，且形狀、數(shù)量不同，且不同程度的混疊在一起，需要對它的模態(tài)進行分解。

不同區(qū)域的檢測信號

利用EWT方法分別對10mm及30mm的缺陷信號進行處理，其每個濾波器支撐的頻段邊界如圖所示：

根據(jù)自適應頻譜分割方法，EWT變換結(jié)果如圖所示：