RAM-5000 SNAP非线性高能超声测试系统

RAM-5000 SNAP非线性高能超声测试系统特点：

 

  ● 高能射频（RF）声脉冲群输出，频率为7MHz时，功率可达5kW

  ● 相敏超外差接收器能从噪声中获取其它方法无法探测到的信号

  ● 可测试研究材料的非线性特征

  ● 检测谐波频率，从而增加了材料评估的灵敏度

  ● 具有双闸门放大器，能用于总数和差频产生的非线性波束混频等非线性测试

  ● 三只数字合成器的独特设计，测试的灵活性极大

 

 最近，在材料无损评价中,非线性超声的衰减特性已经受到密切注意。大振幅超声波在材料中传播时产生的一些非线性效应，是由主频产生的二次（或高次）谐波，以及驱动振幅对接受到信号的振幅的非线性相关性引起的。当两个频率分别为f1和f2的大振幅超声波在同一个试样中传播时，所生成波的频率即可能是总频f1＋f2，也可能是差频f1-f2。

 

测试非线性效应能够获取材料的多种特性，如疲劳、微裂纹、粘合剂的粘结强度、薄膜涂层的特性等。其灵敏度远远高于超声衰减和波速测试等传统的线性方法。实际上，很多信息只能通过非线性测试才能得到。但是，在过去进行这些测试非常困难，原因一是这种方法固有的特殊性，二是缺乏相应的仪器。非线性效应产生的信号常常比线性信号小几个数量级，很容易被噪声所掩盖。非线性测试需要在试样中激发振幅很大的信号。

RAM-5000 SNAP非线性高能超声测试系统是世界上第一套专门用于材料无损评估时的非线性效应研究的超声测试系统，堪称世界一流。同时，它还具备RAM-5000高能超声测试系统的所有特点，是进行常规超声衰减和波速测试的绝佳工具。特别是当需要使用电磁声传感器(EMAT)和空气耦合传感器时，RAM-5000 SNAP非线性高能超声测试系统更可以大显身手。

RAM-5000 SNAP非线性高能超声测试系统是一套完整的超声测试系统，专门用于超声测试研究和对材料性能的无损检测评估。与其它超声系统相比，具备以下特殊性能：

 

 1.在复合材料和其它困难材料中，能激发非常短（短至一个循环）的RF脉冲，进行可重复的测试

 2.能激发功率高达5kW的高能RF声脉冲群，从而能驱动效率较低的传感器

 模块化设计（用户可按照自己特定的试验要求灵活配置。标准配置包括：1套高能声脉冲群脉冲器、1套宽带脉冲器/接收器以及 1套完整的超外差测试系统）。其电源机架可连接5个门控放大器模块，用户可配置2个或多个放大器获得更宽的频率范围

 3.卓越的信号处理技术，可精确测定RF脉冲信号的振幅与相位。相位角测试可在0.03 °范围内重复进行，振幅测试可在0.01dB内重复进行。例如，用一只10MHz传感器测试某试样的声时为5μs，分辨率可高达4ps（百亿分之一秒）。

 

 自动、精确地测试信号的能力，加上软件能够将这些读数转换成声时和衰减信息，这使得RAM-5000 SNAP非线性高能超声测试系统成为功能强大的超声研究工具。

 

 在大多数系统中，均设置了三个高质量的合成频率源来生成两个发射信号及处理接收信号。这种方法能同时测试相位角和振幅，还使得系统的线性能根本上独立于信号水平。

 

RAM-5000 SNAP非线性高能超声测试系统技术参数

闸门放大器

1号合成器频率范围：40 kHz ～ 32 MHz

2号合成器频率范围：5 kHz～ 32 MHz

闸门放大器标称频率范围：250 kHz ～ 30 MHz

闸门放大器标称输出阻抗：50 Ohms

闸门放大器On/Off 比率： >140 dB

输出水平控制：>20 dB

闸门放大器RMS输出功率(负载 50 Ohms)：5KW（over 1 decade of frequency）,在更高/低频率时均降低

典型闸门放大器RMS输出功率(负载 50 Ohms)：5 KW（0.25 ～ 5 MHz），100 kHz时下降到200W，20 MHz下降至100W

闸门放大器输出监视器：低于高功率输出60dB（负载50 Ohms）

脉冲带宽：0.1μs～200μs，步进0.1μs

每个闸门放大器的最大占空比：0.3 %

超载防护：超过占空比时输出关闭

主动闸门放大器：1号GA，2号GA No. 2 或两者兼

闸门放大器输出：前面板闪灯显示

 

积分相敏超外差接收器

多元接收器输入:2

接收器输入阻抗:50 Ohms

接收器标称频率范围:250 kHz～80MHz

接收器高通滤波器:0.25, 1, 4 MHz

接收器低通滤波器:20, 40, 80 MHz

接收器增益到接收器RF输出:10dB ～ 88dB，步进2 dB steps

最大接收器RF输出监视器输出水平:1V （峰-峰）

接收器输出阻抗:50 Ohms

接收器RF监视器:低于RF接收器输出20dB

接收器合成器（3号）的频率范围:20.04 MHz ～ 64 MHz

超外差接收器中频(IF):20 MHz

IF带宽滤波器:0.4, 1,4 MHz

相位探测器输出:(0°及90°)或((180°及270°)

相位探测器分辨率:0.5°

最大相位探测器输出水平:±2V

接收器增益至相位探测器输出:22 dB ～100 dB，步进2dB

最大最大相位探测器监视器输出水平:±200 mV

相位探测器视频低通滤波器:50 kHz, 100 kHz, 150 kHz, 250 kHz,400 kHz, 800 kHz, .5 MHz, 2 MHz

闸门积分器的求积范围:.454 Hz, 769 Hz,1.4, 2.4, 4.1, 7.3, 12.2, 21.3, 37, 66.7, 110, 196, 348, 617, 1100 or 2000 kHz

最大闸门积分器输出水平:±5V

最大闸门积分器输出监视器水平:±500 mV

 

时钟

合成器时钟频率:80 MHz

时基频率(从合成器时钟读取):20 MHz

触发源:内部、外部或电脑

最大内置触发频率:10 kHz

内置触发频率:0.17 Hz ～10 kHz，共20步(1, 1.7, 2.5, 5序列)

外部触发输入:正TTL

触发输出:正5V触发，与RF脉冲启动同步

积分器闸门宽度:0.1～ 6,553μs，步进0.1μs

积分器闸门延迟:0.1～ 6,553μs，步进0.1μs

积分器闸门监视器:正TTL

闸门放大器延迟:0.1～6,554μs，步进0.1μs

 

测试电路

测试模-数转换器（用于测试积分器输出）:3

分辨率自我标定:16 位

诊断模-数转换器:1

多元输入:8

分辨率:8 位

外部传感器模拟输入:2

最大外部传感器输入电平:±5 V

 

计算机接口

数字接口:32位 TTL (16位输入, 16位输出)

数据采集卡:Sealevel 8001 PCI板

连接器至数字接口:D-37连接器

可选电脑接口:GPIB (IEEE-488)

 

机柜及电源

机柜样式:19-inch机架固定件; 提供侧面板

尺寸:宽44.5 cm，高26.7 cm，深43.7 cm

运输重量:约23kg

交流电源:85～ 240 V RMS, 50-60 Hz, ∼200 W

交流电源因数:>99%

辅助电源输出(-18V,-8V,+8V,+18V,+48V):2