實驗名稱：孔道灌漿非線性超聲測試原理及系統研究

研究方向：篩選非線性超聲測試的適用原理與方法、確定信號處理方法以提取有效諧波特征、搭建非線性超聲測試系統、優化關鍵測試參數以保障檢測有效性

實驗目的：構建適配預應力混凝土梁孔道灌漿微缺陷檢測的非線性超聲測試技術體系，為后續不同工況（漿液不足、穩壓時間不足）下的微缺陷識別提供原理支撐、設備鏈路與參數標準。

測試設備：信號發生器、ATA-2042高壓放大器、PXR04超聲換能器、PXR07接收換能器、混凝土試件、示波器、PC。

實驗過程：

在測試過程中，信號發生器產生的電信號因能量較低需經功率放大器放大，以增強超聲波各階幅值、提升測試效果；隨后電信號通過發射超聲換能器轉換為聲信號入射到混凝土試件，聲信號攜帶試件內部損傷信息后被接收換能器接收，接收換能器再將聲信號轉回電信號，由示波器采集；由于示波器數據處理精度有限且保存不便，通常將其與電腦相連直接操作處理，或通過外接優盤存儲信號數據，測試完成后在計算機中統一處理。

圖1振動調制法試驗裝置圖

圖2非線性超聲測試系統搭建圖

實驗結果：

1、通過對超聲波縱波在固體介質內傳播時的一維波動方程的求解，得出了非線性系數的求值方法，即通過一階諧波幅值和二階諧波復制進行線性擬合求取，并且進行三種測試方法的對比，最后選取了有限幅度法進行后文試驗研究；

2、）基于同配合比制備的尺寸為200*200*200mm3的立方體試件的實測數據，在進行預應力混凝土梁試件的非線性超聲測試時可將超聲波的入射頻率確定為45kHz，波形選取為正弦波；

3、采用利用不斷增加增益電壓所獲得的一階諧波幅值和二階諧波幅值，然后將二者通過最小二乘法進行擬合進一步求取的相對非線性系數值得方法時可行得，并且線性相關系數可以達到0.9以上。

圖3不同增益電壓下的諧波幅值變化圖

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圖：ATA-2082高壓放大器指標參數

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審核編輯 黃宇