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Aigtek功率放大器在海底管道悬跨振动检测试验中的应用

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专利权人:
合作方式:
行业分类: 电子信息
关键词: 功率放大器;电压放大器;高压放大器;西安安泰电子
交易方式: 线下
 
 
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先进程度:国际先进

技术参数:实验名称:海底管道悬跨振动检测试验 研究方向:管道悬跨诊断 实验内容:利用信号源、功率放大器、激振器激励管道振动,模拟海底管道在洋流的冲刷作用下产生振动;利用管道内检测器检测振动。 测试目的:使管道产生类似于洋流激励的振动,利用内检测器检测振动。 测试设备:信号源、功率放大器ATA-3080、激振器、管道 放大器型号:ATA-3080

功能描述:

实验过程: 1、在管道的一端利用鼓风机向管内吹气,推动管内球向前滚动。为了能使球像在现场管道里那样处于匀速滚动的稳态,需要控制风力大小。 2、通过连续调节鼓风机的供电电压实现对风速的连续调节。考虑到球从静止到速度稳定是一个加速过程,在激振管道的上游又连接了一根缓冲管,使球在进入激振管道前就完成加速并达到恒速滚动的稳态。 3、两节管道之间采用柔性橡胶连接,使缓冲管道不干扰激振管道的振动。激振管道两端采取固定支撑,来模拟实际的悬跨海底管道。 4、电脑控制数据采集卡产生激励信号,经过功率放大器放大后,输送给激振器,激励管道沿竖直方向振动。 5、考虑到在海底,洋流平行于海床,而涡激振动方向又与洋流方向垂直,所以给管道施加的激励是竖直方向的。激光位移传感器实时测量管道的振动位移,作为参考。 6、采用3D打印技术制作了50mm直径的光敏树脂球壳,内部设置了固定三轴加速度计的结构,加速度计采用小型锂电池供电。 7、在球内部添加了两条钢柱来调节它的质量分布,使球稳定地围绕转动惯量大的轴旋转。检测完毕后,取出球与电脑相连接,下载数据,通过离线处理加速度信号识别出管道振动。 测试结果: 1、下图(e)是原始加速度信号三分量的平方和,图(f)是去除了直流偏置的加速度三分量的平方和。 2、可以看到,去除各个分量直流以前,a^2包含很强的代表球转动的低频信息,且还包含一些其他高频信息。去除各个分量直流以后,a^2变成a~^2,相当于把向心加速度去除了,与f1相关的低频信息消失了,a~^2包含很强的代表管道振动的高频信息,这有利于识别管道的振动。 3、当管道振幅较大时,a^2频域包含5个峰。其中代表球的滚动频率f1的峰,很容易利用其他管段的数据识别,因为其他不振动管段里球测得的加速度信号就只有f1成分。另外4个峰,对应f2,2 f2,f2+ f1,f2- f1,后三个的幅值跟很多因素有关,有时还会接近甚至超过f2的幅值,无法判断那个是f2的峰。通过对加速度各个分量进行去直流处理,获得a~^2,可以削弱f2+ f1和f2- f1的幅值,只保留f2和2 f2峰。 4、如右下图所示的频域曲线,红色曲线是利用去除了直流的加速度分量计算的,蓝色曲线是利用原始加速度分量计算的。显然,通过去直流,与f1相关的峰值都有了明显的减弱,而去直流前后f2和2 f2几乎没有任何改变。可以轻易地确定f2和2f2对应的峰值,然后可以得到f2的值。如果管道振幅足够大,2f2也会比较明显,可以通过二倍频的关系进一步确认f2。 放大器在该实验中发挥的效能:放大激励信号,输入给激振器。 选择该放大器的原因:功率大、带宽够。

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