為了研(yan)究(jiu)鋼板表面與(yu)背部缺(que)陷多(duo)頻(pin)平衡電(dian)磁(ci)檢(jian)測相(xiang)關問題，驗(yan)(yan)證多(duo)頻(pin)平衡電(dian)磁(ci)方法對管道內外(wai)缺(que)陷的檢(jian)測效(xiao)果，研(yan)究(jiu)功率放(fang)大(da)器在弱信(xin)號中的應用，特(te)進行以下實驗(yan)(yan)驗(yan)(yan)證。

實驗名稱:鋼板表面與背部缺陷多頻平衡電磁檢測

研究方向：自動化及檢測技術

實驗內容:根據電磁平衡技術的電磁場傳播特點，分析了鋼板內外缺陷的檢測原理。采用有限元方法，研究了激勵頻率對內外缺陷響應信號的影響，優化得到20 Hz和400 Hz的最佳頻率組合，并對預制內外缺陷和裂紋的鋼板進行了實驗驗證。

測試目的：根據趨膚效應公式可知，電磁場的穿透深度與被測鋼板的電/磁導率與激勵頻率成反比。當激勵頻率較低時，電磁回路受趨膚效應影響較小，鋼板內磁場分布均勻，利于檢測鋼板的外表面缺陷，但信號易受周圍電磁噪聲干擾;當激勵頻率較高時，磁場受趨膚效應限制，被束縛在鋼板表面，鋼板趨膚層達到局部磁飽和，這可增強鋼板內表面缺陷檢測的靈敏度，但無法有效檢測鋼板外表面缺陷。多頻平衡電磁技術同時兼顧了高/低頻激勵的優點，可同時提高外表面缺陷的檢測能力與內表面缺陷檢測的靈敏度。

測試設備: Aigtek功率放大器、函數發生器、多功能濾波器、高精度示波器、待測管道

放大器型號: Aigtek Corporation ATA-3080功率放大器

實驗過程:

實(shi)驗(yan)平臺(tai)

試件(jian)電(dian)磁屬性測試曲線

檢測探頭(tou)

實驗中，函數發生(sheng)器(qi)(Tektronix Corporation AFG31000)產生(sheng)幅(fu)值1 V的正(zheng)弦信號，電壓(ya)信號通過恒壓(ya)功(gong)率放(fang)大器(qi)(Aigtek Corporation ATA-3080)進(jin)行功(gong)率放(fang)大后，接入探頭(tou)的激(ji)勵線(xian)圈(quan)進(jin)行激(ji)勵電流(liu)加載;探頭(tou)檢測線(xian)圈(quan)的感(gan)應信號通過多功(gong)能濾波器(qi)(NF Corporation 3611)進(jin)行信號處理與調節(jie)，再接入高精度示(shi)(shi)波器(qi)(Tektronix Corporation MSO508)根據(ju)需要進(jin)行相(xiang)應的處理。該示(shi)(shi)波器(qi)可(ke)實現檢測信號特征(zheng)量的提(ti)取和分析，并可(ke)進(jin)行實時波形(xing)顯(xian)示(shi)(shi)與數據(ju)存儲。

測試結果:

內缺陷(xian)測試(shi)結果

外缺陷測(ce)試結(jie)果

外缺陷單頻-多頻平(ping)衡電磁測(ce)試對比

管道內(nei)外表面(mian)缺陷加工(gong)示意圖

圖中，內(nei)外(wai)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)深(shen)(shen)度(du)變(bian)化(hua)與電(dian)壓(ya)信(xin)(xin)號具有(you)很好的(de)(de)一(yi)致(zhi)性，這有(you)效(xiao)地(di)驗證多(duo)頻(pin)平(ping)衡電(dian)磁(ci)方(fang)法(fa)對管(guan)(guan)道(dao)(dao)內(nei)外(wai)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)的(de)(de)檢(jian)(jian)測能力。此外(wai)，當管(guan)(guan)道(dao)(dao)無(wu)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)時(shi)，感(gan)應(ying)(ying)電(dian)壓(ya)信(xin)(xin)號不為零(ling)，在零(ling)電(dian)壓(ya)附(fu)近波動，這一(yi)方(fang)面(mian)(mian)可能是(shi)因為管(guan)(guan)道(dao)(dao)內(nei)表面(mian)(mian)并不光滑，導(dao)致(zhi)左右磁(ci)腳距(ju)離(li)管(guan)(guan)道(dao)(dao)表面(mian)(mian)距(ju)離(li)不等;引起的(de)(de)感(gan)應(ying)(ying)電(dian)流并非完全對稱分(fen)布;另(ling)一(yi)方(fang)面(mian)(mian)可能是(shi)因為管(guan)(guan)道(dao)(dao)加工過(guo)程存在殘余(yu)應(ying)(ying)力以(yi)及上一(yi)次檢(jian)(jian)測完畢后未對管(guan)(guan)道(dao)(dao)采取退磁(ci)措施(shi)，導(dao)致(zhi)管(guan)(guan)道(dao)(dao)內(nei)部的(de)(de)磁(ci)場非均勻分(fen)布，但電(dian)壓(ya)信(xin)(xin)號總體(ti)趨勢與理論分(fen)析(xi)相吻合。此外(wai)，對比檢(jian)(jian)測結果可以(yi)發現：采用多(duo)頻(pin)平(ping)衡電(dian)磁(ci)方(fang)法(fa)可顯著增強管(guan)(guan)道(dao)(dao)內(nei)表面(mian)(mian)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)的(de)(de)檢(jian)(jian)測深(shen)(shen)度(du)(達到8 mm)，這是(shi)因為多(duo)頻(pin)激勵信(xin)(xin)號中的(de)(de)低頻(pin)成分(fen)可有(you)效(xiao)提(ti)高(gao)交(jiao)變(bian)磁(ci)場在管(guan)(guan)壁內(nei)的(de)(de)滲透深(shen)(shen)度(du)，進而(er)提(ti)高(gao)內(nei)表面(mian)(mian)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)的(de)(de)檢(jian)(jian)測深(shen)(shen)度(du)。

通過以上的實驗案例，相信您對功率放大器在多頻平衡電磁檢測中的應用有了清晰的了解，如想了解更多有關功率放大器驅動應用，請持續關注安泰電子官網，或撥打安泰電子官方客服電話：029-88865020進行咨詢。