高压放大器ATA-2022B在波场扫描测试中的应用

实验名称：

高压放大器在波场扫描测试中的应用

 

实验方向：

波动力学

 

实验设备：

高压放大器ATA-2022B、激光测振仪、信号发生器、数采仪、上位机等
 

 

实验内容：

弹性波超构表面是弹性动力学领域的研究热点，在减振降噪、无损检测、抗震工程等领域具有广泛应用前景。本实验对工作频率为40kHz的超构表面样件进行了测试，扫描了金属薄板中超构表面后的透射波场，利用蓝丁胶和时间窗消除板边界反射的影响，通过测试结果、数值结果与理论结果之间的对比分析，验证所设计超构表面结构的有效性。

 

实验过程：



 

利用信号发生器产生中心频率为40kHz的波包，经高压放大器ATA-2022h对压电片进行激励，在板中产生弯曲波。

利用激光测振仪对透射波场进行扫描，测量信号通过数采仪传输、储存到计算机。编制一套傅里叶变换后处理程序，将时域信号变换到频域。将工作频率40kHz的波场与数值结果进行对比，它们吻合良好，验证了所设计的超构表面样件。

 

 

实验结果：

如下两张云图分别为超构表面透射场图的测试（exp.）与数值（sim.）结果。可以看出，测试场图与数值场图中均产生了圆柱面形状的波阵面图案，并且幅值呈现出由中间向两边增加的趋势。此外，实验场图中间的幅值略高于数值场图。

 

将使用声场调制的光束图像分布减去未使用声场调制的光束图像这是由于本实验中超构表面的设计频率是40kHz，对应的弯曲波波长仅为10mm，导致样件对加工误差极为敏感，从而使实验场图中间有较多能量。上述实验结果验证了所设计的超构表面。

 

实验中用到的ATA-2022B高压放大器的参数指标：
 

 

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