實驗名稱：功率放大器在超聲導波鋼軌衰減特性中的研究

實驗方向：超聲檢測

實驗內容：鋼軌作為聲傳播固體介質，聲導管特性良好。所以在可以采用超聲信號檢測鋼軌內部損傷情況。采用機械波作為檢測信號，因此基本不受鋼軌的電氣參數和牽引回流影響，且設備的原理簡單，安全可靠，安裝和維護方便，設備功耗與其他檢測技術相比較低。其適用于對整體道床、隧道、軌道一次參數不良及鐵路現場潮濕積水嚴重等區(qū)段進行實時鋼軌狀態(tài)檢測，且適用于對長距離無縫鋼軌進行斷軌檢測。

測試設備：

ATA-4012高壓功率放大器、信號源、示波器等

實驗過程：檢測系統(tǒng)一般由壓電換能器和信號發(fā)射與接收模塊姐成。信號發(fā)射模塊向鋼軌上的導波換能器施加高壓脈沖激勵信號，壓電換能器通過逆壓電效應產生超聲導波信號，超聲導波在鋼軌中傳輸后由接收端的超聲導波換能器接收。對接收端的采集信號進行特征判斷，或者在給定時間內檢測是否接收到相應的超聲導波信號，進而判定檢測區(qū)間的鋼軌完整情況。

實驗結果：

常見的高速鐵路傷損類型有波浪形磨耗、踏面接觸疲勞裂紋、內部裂紋、焊縫內部缺陷等，超聲導波斷軌監(jiān)測系統(tǒng)主要針對鋼軌內部裂紋、焊縫內部缺陷及鋼軌斷裂進行檢測。在無縫線路焊縫前布置超聲導波接收節(jié)點，當鋼軌焊縫內部產生缺陷時，接收節(jié)點會接收到來自焊縫缺陷的反射波；當系統(tǒng)檢測區(qū)間內出現鋼軌斷裂時，接收節(jié)點將接收不到來自發(fā)射端的超聲導波信號；當系統(tǒng)檢測區(qū)間內出現鋼軌內部裂紋時，接收節(jié)點的超聲導波信號會出現明顯衰減。

此外，鐵路現場大量的鋼軌過孔也會導致超聲導波發(fā)生衰減，超聲導波斷軌監(jiān)測系統(tǒng)的現場安裝必須考慮鋼軌過孔對導波衰減的影響。本實驗為無縫線路斷軌監(jiān)測系統(tǒng)的設置及安裝提供了理論指導，降低了現有無縫線路斷軌監(jiān)測系統(tǒng)的誤報率。

功率放大器在本實驗中起到的作用：

本文采用安泰公司生產的ATA-4012型功率放大器對任意函數發(fā)生器產生的信號進行放大，從而激勵超聲導波換能器產生振動。高壓功率放大器有如下特點：高速、寬頻帶，輸出電壓上升率高，即使是上升沿陡峭的高速脈沖信號或復雜波形的信號，也能夠忠實地將其放大；可用于激勵壓電變化器、壓電動作執(zhí)行機構等壓電元件；良好的階躍響應，即使對于迅速重復或高速的過渡過程，也能良好的響應真實再現；低輸出阻抗，即使對于電容性、點感性的負載也能獲得良好的響應。

本文實驗素材由西安安泰電子整理發(fā)布，西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源、功率放大器模塊等電子測量儀器研發(fā)、生產和銷售的高科技企業(yè)。公司致力于功率放大器、計量校準產品等產品為核心的相關行業(yè)測試解決方案的研究，為用戶提供具有競爭力的測試方案，Aigtek 已經成為在業(yè)界擁有廣泛產品線，且具有相當規(guī)模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。如想了解更多實驗方案，請持續(xù)關注安泰電子官網www.naqico.cn或撥打029-88865020。

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