實驗名稱：高壓放大器在螺栓松動檢測中的應(yīng)用

實驗內(nèi)容：研究基于振動聲調(diào)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(diào)制響應(yīng)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(diào)制響應(yīng)特征，利用信號調(diào)制特征計算得到非線性調(diào)制指數(shù)，建立了非線性調(diào)制指數(shù)與螺栓松動程度之間的聯(lián)系。

測試設(shè)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(jié)構(gòu)，將接收與激發(fā)壓電陶瓷分別緊密粘貼于結(jié)構(gòu)兩側(cè)，激發(fā)側(cè)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(diào)制之后的信號由另一側(cè)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(jié)果：

圖2：實驗結(jié)果

結(jié)果表明，利用振動聲調(diào)制信號的調(diào)制特征計算得到的非線性調(diào)制指數(shù)隨著螺栓扭矩的增大呈現(xiàn)單調(diào)遞減的趨勢，當(dāng)螺栓扭矩較小時，非線性調(diào)制指數(shù)下降較快，當(dāng)螺栓扭矩接近標(biāo)準(zhǔn)預(yù)緊力矩時，非線性調(diào)制指數(shù)下降非常平緩，這說明振動聲調(diào)制法能夠檢測螺栓的松動程度，可以用非線性調(diào)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(biāo)參數(shù)

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審核編輯 黃宇