超声导波的激励信号经功率放大器放大后，驱动压电传感器，产生在管道中传播的超声导波，到达接收导波端时，利用压电陶瓷的逆压电效应，将会把振动量转化为电压量输出，但是，压电陶瓷的逆压电效应很微弱，压电晶片驱动电压在100Vp-p时，接收端产生的输出的电压信号仅在毫伏量极。因此接受到信号需要先经过前置放大器放大后，在可以进入信号采集端。本平台使用的前置放大器为自制的增益可调放大器，增益范围在-4.5dB-525dB。由于压电晶片具有很高的阻抗，而输出的信号功率很小，因此将前置放大器的输入阻抗匹配至其最大值6K欧姆。
信号采集端采用凌华科技PCI-9846高速数字化仪。此仪器具有高采样率和高分辨率，适于导波信号采集。同时其可以实现四通道同时记录，大大减少了导波阵列信号采集时间。
多路开关单元的作用是切换激发和接收传感器，由于压电传感器的激发端只有一路，而传感器个数较多，因此通过多路开关单元切换激发的传感器。多路开关单元基于继电器实现信号通道开关，使用单片机对继电器开关进行控制，单片机与PC机之间通过串口实现通信。
3.4 传感器相控阵列(phased array)
传感器阵列在声纳、雷达领域使用较多，其优点在于基于多个传感器，通过相阵列算法实现对空间不同位置的逐点扫描。超声导波也具有长距离传播的能力，因此可以借鉴雷达中相控阵列(phased array)概念,实现对被检测对象的逐点扫描成像检测，实现超声导波雷达。
超声导波雷达中的关键就是相控阵列及相对应的算法。本应用实例中采用圆环形紧密排列相控阵列，如图6所示。阵列由16个压电晶片单元组成，每个压电晶片尺寸为Φ7×0.2mm，16个圆形压电晶片沿直径为50mm的圆周等距排列。为此阵列可以对周向0-360°范围进行全方位扫描成像。
图6 超声导波雷达相控阵列
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