實(shí)驗(yàn)名稱：高壓放大器在螺栓松動(dòng)檢測(cè)中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：研究基于振動(dòng)聲調(diào)制的螺栓松動(dòng)檢測(cè)方法，其中低頻泵浦波采用單頻信號(hào)，而高頻探測(cè)波采用掃頻信號(hào)，利用泵浦波和探測(cè)波在接觸面的振動(dòng)聲調(diào)制響應(yīng)對(duì)螺栓的松動(dòng)程度進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)螺栓松動(dòng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，深入對(duì)比分析了不同松動(dòng)程度下信號(hào)的調(diào)制響應(yīng)特征，利用信號(hào)調(diào)制特征計(jì)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(dòng)程度之間的聯(lián)系。

測(cè)試設(shè)備：函數(shù)信號(hào)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(shí)驗(yàn)過(guò)程：

圖1：實(shí)驗(yàn)平臺(tái)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(lì)低頻泵浦波，另一篇用于激勵(lì)高頻探測(cè)波。泵浦波和探測(cè)波的信號(hào)由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生，探測(cè)波直接輸出到壓電陶瓷，而泵浦波則經(jīng)過(guò)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(dòng)聲調(diào)制之后的信號(hào)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(jìn)行信號(hào)觀測(cè)和采集，在PC機(jī)上進(jìn)行信號(hào)分析。實(shí)驗(yàn)過(guò)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(dòng)程度，在不同螺栓松動(dòng)程度下分別進(jìn)行振動(dòng)聲檢測(cè)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖2：實(shí)驗(yàn)結(jié)果

結(jié)果表明，利用振動(dòng)聲調(diào)制信號(hào)的調(diào)制特征計(jì)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(shì)，當(dāng)螺栓扭矩較小時(shí)，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(shí)，非線性調(diào)制指數(shù)下降非常平緩，這說(shuō)明振動(dòng)聲調(diào)制法能夠檢測(cè)螺栓的松動(dòng)程度，可以用非線性調(diào)制指數(shù)來(lái)量化螺栓的松動(dòng)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