工作原理：首先由超声波脉冲发生接收仪激励产生一定频率的脉冲信号，并将其加载在干耦合探
头中压电振子上，受逆压电效应影响产生超声波，并以导波形式在板中传播，被接收探头接收后受压
电效应影响超声波又转换为电信号，电信号经前置放大器放大后由数字存储示波卡进行采集、存储并
通过PC机进行显示。
3.实验验证
本文采用5周期汉宁窗调制正弦函数作为激励信号，频率为70kHz，信号重复频率为1kHz，电
压峰峰值为2V，功放放大倍数为20倍。检测时，首先由PC机调制激励信号，发送至信号发生器，设
定好检测参数经ATA-4051高压功率放大器放大后加载至发射探头，另在试件各检测位置布置接收探头
与示波器相连，为保持各检测探头耦合压力一致，采用相同质量钢块进行加压。同时连接示波器与信
号发生器的Trigger端使两者保持同步，并采用方波上升沿的方式进行触发控制。经USB通信后，在
LabVIEW环境中可实现示波器各通道采集数据的同步显示与存储，将存储的信号数据进行截取、反转、
放大等操作，并重新发送至信号发生器进行加载，交换发射/接收探头电缆，采集得到最终的聚焦放大
信号，从而构成了整个时间反转操作这一闭环过程。
实验结果：
根据导波传播规律,聚焦时刻t,与到达损伤时间t之间的关系为:t,=tw一ta=0.4ms.取f=0.1
mm,超声波在钢中的传播速度为3100m/s,横坐标范围为0~160mm,纵坐标范围为0~80mm.根据求和、
乘积形式得到最终的损伤成像分别下图所示.运用超声水浸C扫描得到的图像如图所示.
1)干耦合检测信号经过时间反转、二次加载及发射后会产生聚焦放大效果,位于缺陷处的能量最大.
2)通过对损伤散射信号进行采集、时间反转及提取包络线,建立信号聚焦时刻的瞬态波动图,根据实验
数据初步验证了干耦合的时间反转成像检测方法. |
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