應(yīng)用案例

【概述】

2025年中國石油大學(xué)研究團(tuán)隊發(fā)布論文《利用d24壓電片在窄板波導(dǎo)中激勵單一模式的水平剪切(0,1)導(dǎo)波》；研究中使用Aigtek安泰ATA-1372A寬帶功率放大器，搭建d24壓電片研究實驗系統(tǒng)。本研究提出一種基于頻散特性的激勵參數(shù)選取方法，利用面剪切（d24）壓電陶瓷晶片實現(xiàn)單模SH(0,1)波激勵。首先，采用弗洛凱周期邊界條件法對窄板波導(dǎo)中的SH波進(jìn)行頻散分析，對比窄板波導(dǎo)與無限寬平板的頻散曲線以評估二者差異。結(jié)果表明：在窄板波導(dǎo)中，SH波的截止頻率隨板寬增大而降低，但與板厚無關(guān)；這與無限寬平板中截止頻率隨板厚變化的規(guī)律截然不同。

實驗名稱：使用d24型壓電片在有限寬平板中激勵單一SH(0,1)模態(tài)

研究方向：超聲導(dǎo)波

實驗內(nèi)容：本研究聚焦于剪切水平導(dǎo)波（SH波）在有限寬平板（NPW）中的傳播特性，特別是SH(0,1)模態(tài)的純凈激勵問題。通過設(shè)計d24型PZT換能器，探索其長度（Lp）對SH(0,1)模態(tài)激勵效果的影響，結(jié)合仿真與實驗，評估其在高溫壁厚監(jiān)測等應(yīng)用中的可行性。

測試設(shè)備：Aigtek的ATA-1372A功率放大器；任意波形發(fā)生器；換能器；傳感器與數(shù)據(jù)采集器等。

實驗過程：

圖：實驗測試系統(tǒng)示意圖

圖：實驗測試系統(tǒng)實物圖

1、信號生成與放大：由HS5產(chǎn)生Hanning窗調(diào)制的三周期640kHz正弦波，經(jīng)AigtekATA-1372A功率放大器放大至40V峰峰值后驅(qū)動d24PZT換能器；

2、信號激勵與接收：換能器激發(fā)SH(0,1)模態(tài)導(dǎo)波，導(dǎo)波經(jīng)NPW傳播至接收傳感器；

3、數(shù)據(jù)采集與分析：接收信號由HS5采集并導(dǎo)入終端進(jìn)行頻譜分析、到達(dá)時間提取和SNR計算；

4、變量控制實驗：更換不同長度Lp（6,12,18,24,30,36mm）的換能器，重復(fù)實驗以評估其對激勵效果的影響。

實驗結(jié)果：

 

圖：實驗結(jié)果

1、所有d24PZT換能器均成功激發(fā)SH(0,1)模態(tài)導(dǎo)波；

2、Lp為18mm至24mm時，接收信號的幅值與信噪比（SNR）達(dá)到峰值；

3、SNR隨Lp變化的實驗曲線趨勢與仿真結(jié)果高度一致，驗證了仿真分析的可靠性。

安泰放大器在此應(yīng)用中的產(chǎn)品優(yōu)勢：

1.寬頻帶與高頻響應(yīng)——精準(zhǔn)覆蓋640kHz工作頻率，確保脈沖信號無衰減放大

2.低失真與高線性度——保障單一模態(tài)純凈激勵，避免雜散模態(tài)干擾

3.輸出穩(wěn)定與增益精細(xì)可調(diào)——支持不同Lp換能器的重復(fù)實驗，保證數(shù)據(jù)可對比性

【文獻(xiàn)】利用d24壓電片在窄板波導(dǎo)中激勵單一模式的水平剪切(0,1)導(dǎo)波

【推薦產(chǎn)品】：ATA-1372A寬帶功率放大器

圖：ATA-1372A寬帶放大器指標(biāo)參數(shù)

本文實驗素材由西安安泰電子整理發(fā)布。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機都支持免費試用。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、高精度電流源等電子測試儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。如想了解更多功率放大器等產(chǎn)品，請持續(xù)關(guān)注安泰電子官網(wǎng)www.wj539.com或撥打029-88865020。

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