螺栓是一種臨時連接件，螺栓連接是目前木結構的主要連接方式，廣泛應用于建筑、運輸?shù)阮I域。然而，在長期使用過程中，螺栓連接結構可能會出現(xiàn)預緊力下降、連接界面錯動甚至松脫等損傷現(xiàn)象，從而嚴重威脅螺栓連接系統(tǒng)結構完整性和功能性，所以有必要對螺栓連接的松動情況進行定期監(jiān)測。在眾多的壓電材料中，壓電陶瓷(PZT)的成本低、質(zhì)量輕、結構簡單、收集能量的能力強，廣泛應用于振動控制和結構的無損檢測中，可利用PZT對銷連接結構的載荷進行監(jiān)測。

安泰電子的高壓放大器，在電力電子領域中，有廣泛應用，根據(jù)不同壓電材料的的參數(shù)，有不同適配的儀器，能夠驅(qū)動市面上大部分壓電陶瓷。

實驗名稱：面向木結構的螺栓連接松動檢測系統(tǒng)設計

實驗原理：

將兩片壓電陶瓷(PZT)分別粘貼在兩塊螺栓連接的木結構上，通過其中一片壓電陶瓷產(chǎn)生超聲波信號，另一片壓電陶瓷將傳遞后的超聲波信號轉(zhuǎn)換為電信號。經(jīng)時間反演后，再次產(chǎn)生超聲波信號，同時采集傳遞后的超聲波信號。通過連接計算機、數(shù)據(jù)采集卡、壓電陶瓷、高壓放大器等，作為螺栓松動檢測系統(tǒng)的硬件；并在LabVIEW平臺下實現(xiàn)了具有Lamb波沖擊信號發(fā)生功能，并具有二次數(shù)字觸發(fā)采集功能的系統(tǒng)軟件。通過給木結構施加不同的預緊力，測試聚焦信號幅值與螺栓軸向預緊力的關系。

實驗框圖：

實驗實拍圖：

實驗過程：

在LabVIEW軟件中設置指定的信號波命令，通過數(shù)據(jù)采集卡產(chǎn)生特定的監(jiān)測信號。將監(jiān)測信號通過ATA-2021B高壓放大器放大后，激勵PZT產(chǎn)生超聲波信號，超聲波信號在被監(jiān)測木結構的內(nèi)部傳播后，被另一片PZT接收。接收到的超聲波信號被轉(zhuǎn)換為電信號，并通過數(shù)據(jù)采集卡采集。在LabVIEW軟件中顯示和分析采集到的電信號，以評估螺栓連接的松緊狀態(tài)。

應用方向：建筑結構、家具制造、木制品加工

應用場景：橋梁結構監(jiān)測、古建筑保護、家具質(zhì)量檢測、木制品運輸安全

產(chǎn)品推薦：ATA-2000系列高壓放大器

圖：ATA-2000系列高壓放大器指標參數(shù)

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審核編輯 黃宇