功率放大器在超聲波檢測中的隱形力量

　　如果把超聲波檢測比作給金屬做"B超"，那么功率放大器就是超聲探頭的"心臟起搏器"。它把信號發(fā)生器輸出的毫瓦級微弱脈沖，瞬間提升到數(shù)百瓦甚至千瓦級，驅(qū)動壓電晶片產(chǎn)生強勁、純凈的高頻聲波，讓裂紋、氣孔、夾雜等隱患在回波里無處遁形。

　　一、功率放大器在超聲檢測中的三大核心作用

　　能量倍增

　　工業(yè)厚壁管道、航空復(fù)材、高鐵車軸對穿透力要求高。功率放大器可把激勵脈沖放大至1000Vp-p以上，使超聲波能量提升近百倍，輕松穿透200mm粗晶粒鋼件，讓隱藏在深處的毫米級缺陷回波"浮出噪聲"。

　　信噪雕琢

　　放大器總諧波失真較低，配合輸出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，讓回波信號邊緣清晰、幅度穩(wěn)定，信噪比提升10dB以上，提升微小缺陷的分辨能力。

　　場景適配

　　從20kHz管道導(dǎo)波到10MHz復(fù)合材料顯微掃描，功放都可以滿足實際的測試需求。

　　二、真實案例：功率放大器如何改變檢測游戲規(guī)則

　　孔道灌漿非線性超聲測試

圖：孔道灌漿非線性超聲測試

　　實驗利用非線性超聲波法，依據(jù)超聲波在入射到混凝土后產(chǎn)生的各種非線性超聲現(xiàn)象，此現(xiàn)象主要包括高階諧波、聲共振頻率漂移和混頻調(diào)幅下的旁頻等，來對混凝土的缺陷和損傷進(jìn)行識別，該法在檢測材料的微小缺陷方面的靈敏程度比常規(guī)線性超聲法更高，更容易識別。

　　復(fù)合材料板超聲無損探傷

圖：復(fù)合材料板超聲無損探傷

　　碳纖維增強聚合物（CFRP）復(fù)合材料因其力學(xué)性能而被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。然而對復(fù)合材料損傷檢測與定位技術(shù)現(xiàn)仍然有挑戰(zhàn)性。本研究引入了一種新穎的方法，利用多模態(tài)門控循環(huán)單元神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（MGNN）模型對碳纖維增強聚合物復(fù)合材料進(jìn)行損傷檢測與定位。

　　導(dǎo)波的管道軸向應(yīng)力測量

圖：導(dǎo)波的管道軸向應(yīng)力測量

　　實驗使用ATA-2041高壓放大器對壓電換能器陣列進(jìn)行激勵，在管道上產(chǎn)生模態(tài)導(dǎo)波。利用導(dǎo)波在應(yīng)力下聲速變化的特性來測量管道應(yīng)力，第一次實現(xiàn)了國產(chǎn)功率放大器在應(yīng)力測量領(lǐng)域的應(yīng)用。

圖：ATA-2000系列高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

　　從核電站到萬米深海管道，從國產(chǎn)大飛機到高鐵列車，每一次安全運行的背后，都少不了它默默輸出的能量。下一次，當(dāng)你聽到"探傷合格"的結(jié)論時，別忘了，那串干凈的回波信號里，正涌動著功率放大器賦予的澎湃動力。