實(shí)驗(yàn)名稱：固體結(jié)構(gòu)多傳感信息應(yīng)力波通信應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證基于擴(kuò)頻理論的結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測(cè)多傳感應(yīng)力波通信新方法是否可行，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做論證和鋪墊。

測(cè)試設(shè)備：功率放大器、信號(hào)發(fā)生器、上位機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、定滑輪、7股鋼纜線、PVC管、接受端PZT（壓電材料）、發(fā)射端PZT等。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：為了驗(yàn)證擴(kuò)頻理論的大型固體結(jié)構(gòu)狀態(tài)多傳感信息應(yīng)力波通信機(jī)理在水環(huán)境特殊結(jié)構(gòu)中應(yīng)用可行性，建立圖1-1所示水環(huán)境下多傳感信息應(yīng)力波通信實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括PZT(piezoelectricceramictransducer)、7股鋼纜線、PVC管(內(nèi)徑10cm)、KEYSIGHT33500B信號(hào)發(fā)生器、安泰AT-2042功率放大器、數(shù)據(jù)采集卡和負(fù)責(zé)對(duì)信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制和信息恢復(fù)處理的上位機(jī)等，其中上位機(jī)分別與信號(hào)發(fā)生器、數(shù)據(jù)采集卡相連。上位機(jī)將激勵(lì)信號(hào)和調(diào)制信號(hào)輸送到信號(hào)發(fā)生器，并接收數(shù)據(jù)采集卡采集到接收信號(hào)。壓電放大器與信號(hào)發(fā)生器連接，可對(duì)激勵(lì)信號(hào)放大50倍。所用PZT規(guī)格為5*8mm，PZT即作為執(zhí)行器又作為傳感器，粘貼于鋼纜線結(jié)構(gòu)表面，發(fā)射端與接收端相距80cm。

圖1-1：鋼纜線水下環(huán)境應(yīng)力波通信實(shí)驗(yàn)圖

圖1-2：a) Labview 虛擬儀器接收信號(hào)設(shè)置界面；圖1-3：信號(hào)采集端接收到的噪聲信號(hào)

接收端通過(guò)應(yīng)力波通信數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接收信號(hào)，如圖1-2所示，通過(guò)labview虛擬儀器，對(duì)應(yīng)力波信號(hào)的采集進(jìn)行通道選擇、采樣頻率、采樣周期等設(shè)置，正確設(shè)置采集參數(shù)后，接收到幅值為5mv，頻率為50Hz的噪聲信號(hào)，如圖1-3所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖1-4：鋼纜線介質(zhì)不同頻率五峰值信號(hào)頻散測(cè)試結(jié)果

圖1-4為鋼纜線介質(zhì)不同頻率五峰值信號(hào)頻散測(cè)試結(jié)果，由圖可知，隨著五峰值探測(cè)信號(hào)頻率的增大，信號(hào)在固體結(jié)構(gòu)中傳播分成了不同頻率的幾個(gè)信號(hào)，即頻散現(xiàn)象越嚴(yán)重，信號(hào)失真度越大，影響到信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量，所以低頻段15KHz以下的信號(hào)有利于鋼纜線固體結(jié)構(gòu)中應(yīng)力波的傳播。

圖：ATA-2042高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

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