實驗名稱：高壓放大器在螺栓松動檢測中的應用

實驗內容：研究基于振動聲調制的螺栓松動檢測方法，其中低頻泵浦波采用單頻信號，而高頻探測波采用掃頻信號，利用泵浦波和探測波在接觸面的振動聲調制響應對螺栓的松動程度進行檢測。通過螺栓松動檢測實驗，深入對比分析了不同松動程度下信號的調制響應特征，利用信號調制特征計算得到非線性調制指數(shù)，建立了非線性調制指數(shù)與螺栓松動程度之間的聯(lián)系。

測試設備：函數(shù)信號發(fā)生器，ATA-2022H高壓放大器，壓電陶瓷片，數(shù)據(jù)采集卡，示波器，PC等。

實驗過程：

圖1：實驗平臺示意圖

采用單螺栓結構，將接收與激發(fā)壓電陶瓷分別緊密粘貼于結構兩側，激發(fā)側貼有兩篇壓電陶瓷，一片用于激勵低頻泵浦波，另一篇用于激勵高頻探測波。泵浦波和探測波的信號由函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生，探測波直接輸出到壓電陶瓷，而泵浦波則經(jīng)過功率放大器放大后輸出到壓電陶瓷。在螺栓連接處經(jīng)振動聲調制之后的信號由另一側的壓電陶瓷片接收，并輸送到示波器和數(shù)據(jù)采集卡分別進行信號觀測和采集，在PC機上進行信號分析。實驗過程中利用高精度扭矩扳手控制螺栓的擰緊力矩，從而改變螺栓的松動程度，在不同螺栓松動程度下分別進行振動聲檢測。

實驗結果：

圖2：實驗結果

結果表明，利用振動聲調制信號的調制特征計算得到的非線性調制指數(shù)隨著螺栓扭矩的增大呈現(xiàn)單調遞減的趨勢，當螺栓扭矩較小時，非線性調制指數(shù)下降較快，當螺栓扭矩接近標準預緊力矩時，非線性調制指數(shù)下降非常平緩，這說明振動聲調制法能夠檢測螺栓的松動程度，可以用非線性調制指數(shù)來量化螺栓的松動程度。

電壓放大器推薦：ATA-2022B

圖：ATA-2022B高壓放大器指標參數(shù)

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審核編輯 黃宇