無損檢測（NDT）作為現(xiàn)代工業(yè)質(zhì)量管控與安全保障的核心技術(shù)，以 “不損傷被測對象” 為核心優(yōu)勢，貫穿于產(chǎn)品設計、生產(chǎn)制造、服役運維全生命周期。從航空航天的關(guān)鍵構(gòu)件、能源領(lǐng)域的承壓設備，到軌道交通的核心部件，無損檢測無需拆解或破壞工件，就能精準識別內(nèi)部缺陷、材質(zhì)不均、性能衰減等潛在問題，既避免了傳統(tǒng)檢測對產(chǎn)品的損耗，又能提前排查安全隱患，降低運維成本與事故風險。

功率放大器作為無損檢測測試系統(tǒng)中，信號放大與能量驅(qū)動的核心器件，其穩(wěn)定性、帶寬、輸出功率等指標，直接影響超聲、渦流、電磁等多種無損檢測方法的測試效果，為精準捕捉缺陷信號、拓展檢測場景提供了重要技術(shù)保障。

實驗案例展示

▼高壓放大器在管道螺旋導波信號測量實驗中的應用

本實驗，通過測量沿著管道壁面以螺旋方式行進的準lamb導波，研究其傳播規(guī)律。在實驗時，設計激勵函數(shù)通過信號發(fā)生器實現(xiàn)激勵，并經(jīng)過功率放大器放大，從而在管道表面激發(fā)出lamb波，在另一端設計接收陣列，依次測量陣列中每一個接收探頭的信號，尋找傳播規(guī)律與理論進行對比。

▼功率放大器在管道定位系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)中的應用

本實驗開展了基于PCM的管道定位系統(tǒng)的可行性研究：采用函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生4Hz、8Hz和72Hz的多頻電流，并將信號輸出到ATA-308功率放大器。將輸出電流的RMS值調(diào)整為1A后，通過屏蔽電纜傳輸?shù)焦艿滥Ｐ椭校?a href="http://www.brongaenegriffin.com/analog/" target="_blank">模擬實際場景中的管道檢測環(huán)境。在管道周圍保持磁傳感器探頭與地面的鉛錘關(guān)系，調(diào)節(jié)磁傳感器探頭與管道模型之間的水平距離，鉛錘距離以及水平夾角，并通過卷尺測量，之后記錄不同位置下的測量結(jié)果與實際情況之間的關(guān)系。

▼高壓放大器在超聲導波復合材料板損傷定位評估中的應用

本實驗基于超聲導波對復合材料板進行損傷定位及評估，輸入信號的中心頻率為80kHz。超聲導波信號以10MHz的速率采樣，激勵電壓設置為20V，然后通過高壓放大器將其峰值提升到80V。前置放大器的放大速率設置為60db。為了簡化數(shù)據(jù)集的獲取，考慮了額外的質(zhì)量塊來模擬實際損傷。

▼功率放大器在MBN的鐵磁性材料磨損狀態(tài)檢測中的應用

本實驗采用磁巴克豪森噪聲(MBN)測試方法對AISI 1045鋼的磨損程度進行了評價。提取MBN的均方根(RMS)和半最大全寬(FWHM)，建立摩擦學指標與應力狀態(tài)之間的定量關(guān)系。

▼高壓放大器在導波管道軸向應力測量實驗中的應用

本實驗使用信號發(fā)生器產(chǎn)生高斯脈沖，將高斯脈沖送入ATA-2041高壓放大器中進行無失真的脈沖放大，得到高壓脈沖信號。由于ATA-2041高壓放大器優(yōu)異的線性放大功能，高壓信號可以保證具有與信號發(fā)生器中編輯信號完全一致的信號特征，從而保證縱向?qū)Рㄋ桀l帶范圍的模態(tài)被準確激勵。進一步地利用所激勵的導波檢測應力。

▼高壓放大器在超聲導波碳纖維復合層板損傷定位中的應用

本實驗為實現(xiàn)碳纖維復合層板結(jié)構(gòu)損傷定位及可視化，此次試驗提出一種基于主動式超聲導波的復合層板損傷成像方法，利用超聲導波在材料內(nèi)部的傳播特性以及與損傷之間的相互作用，通過傳感器和激勵裝置產(chǎn)生和接收導波信號，結(jié)合成像算法和深度學習進行信號分析，實現(xiàn)復合層板結(jié)構(gòu)損傷的定位以及可視化顯示。

▼高壓放大器在量子點薄膜的非接觸無損原位檢測中的應用

本文提出了一種非接觸式無損檢測量子點薄膜厚度的方法。在高電場作用下，量子點薄膜會發(fā)生光致發(fā)光猝滅現(xiàn)象，這與量子點薄膜的厚度以及施加的電壓大小有關(guān)。在紫外UV燈激發(fā)量子點薄膜光致發(fā)光后，在金屬探針上施加由功率放大器ATA-7025放大后的高壓正弦信號，并將電壓加在量子點薄膜兩端。隨后觀察量子點薄膜的光致發(fā)光光譜變化情況，研究施加的電壓大小以及量子點薄膜厚度對于猝滅程度的影響。

▼高壓功率放大器在管道電磁激勵聲發(fā)射中的應用

電磁聲發(fā)射信號一般較為微弱，且在實際檢測中往往會存在電磁干擾，信號信噪比較低，這給有效信號的提取帶來挑戰(zhàn)。此外，導波的多模效應和頻散效應也進一步增加了信號進行模態(tài)識別的難度。本實驗在管道裂紋處使用電磁激勵激發(fā)聲發(fā)射信號，對聲發(fā)射信號進行降噪后對其進行模態(tài)識別。