Κατανόηση της δονησιμετρίας με λέιζερ

Συσκευές

Φορητή ζυγαριά και αναλυτής κραδασμών Balanset-1A

$2,353.83

Ανταλλακτικά

Αισθητήρας δόνησης

$107.26

Ανταλλακτικά

Οπτικός αισθητήρας (στροφόμετρο λέιζερ)

$147.78

Συσκευές

Balanset-4

$8,107.90

Ανταλλακτικά

Μαγνητική βάση μεγέθους 60-kgf

$54.82

Ανταλλακτικά

Αντανακλαστική ταινία

$11.92

Συσκευές

Δυναμικός εξισορροπιστής "Balanset-1A" OEM

$2,067.80

Ορισμός: Τι είναι η δονησιμετρία με λέιζερ;

Δονητική μέτρηση με λέιζερ είναι μια οπτική τεχνική χωρίς επαφή για τη μέτρηση δόνηση ταχύτητα και εκτόπισμα χρησιμοποιώντας τη μετατόπιση Doppler του φωτός λέιζερ που ανακλάται από τις δονούμενες επιφάνειες. Ένα δονητικό μετρητή Doppler λέιζερ (LDV) κατευθύνει μια δέσμη λέιζερ στο σημείο μέτρησης και καθώς η επιφάνεια κινείται, η συχνότητα του ανακλώμενου φωτός μετατοπίζεται αναλογικά με την ταχύτητα της επιφάνειας. Ανιχνεύοντας αυτήν τη μετατόπιση συχνότητας παρεμβολομετρικά, το LDV μετρά τους κραδασμούς χωρίς καμία φυσική επαφή, μαζική φόρτιση ή προετοιμασία επιφάνειας πέρα από την οπτική προσβασιμότητα.

Η δονησιμετρία λέιζερ επιτρέπει μετρήσεις αδύνατες ή μη πρακτικές με αισθητήρες επαφής: περιστρεφόμενα εξαρτήματα, ελαφριές κατασκευές (όπου η μάζα του αισθητήρα επηρεάζει τα αποτελέσματα), δυσπρόσιτες τοποθεσίες, θερμές επιφάνειες και γρήγορες χωρικές έρευνες σε μεγάλες περιοχές. Αν και ακριβά, τα δονησιόμετρα λέιζερ αποτελούν ανεκτίμητα εργαλεία έρευνας και αντιμετώπισης προβλημάτων για προηγμένους... τροπική ανάλυση και εξειδικευμένες εφαρμογές.

Αρχή Λειτουργίας

Φαινόμενο Doppler λέιζερ

1. Εκπομπή λέιζερ: Συνεκτική δέσμη λέιζερ (συνήθως κόκκινο λέιζερ He-Ne, 633 nm)
2. Διαχωρισμός δέσμης: Χωρίζεται σε δέσμη μέτρησης (προς στόχο) και δέσμη αναφοράς
3. Αντανάκλαση: Η δέσμη μέτρησης ανακλάται από την δονούμενη επιφάνεια
4. Μετατόπιση Ντόπλερ: Η συχνότητα του ανακλώμενου φωτός μετατοπίστηκε από την επιφανειακή ταχύτητα
5. Παρέμβαση: Ανακλώμενη δέσμη ανασυνδυασμένη με δέσμη αναφοράς
6. Ανίχνευση: Συχνότητα παλμού από παρεμβολές = μετατόπιση Doppler
7. Αποδιαμόρφωση: Συχνότητα Doppler ανάλογη με την επιφανειακή ταχύτητα

Μετρούμενες παράμετροι

• Πρωταρχικός: Ταχύτητα (απευθείας από τη μετατόπιση Doppler)
• Ολοκλήρωση: Μετατόπιση (ολοκληρωτική ταχύτητα)
• Διάκριση: Επιτάχυνση (διαφορική ταχύτητα)
• Εύρος συχνοτήτων: DC έως 1,5 MHz (ανάλογα με το μοντέλο)
• Εύρος πλάτους: nm έως mm (εξαιρετικά ευρύ δυναμικό εύρος)

Φόντα

Χωρίς επαφή

• Δεν υπάρχουν φαινόμενα φόρτωσης μάζας αισθητήρα
• Ιδανικό για ελαφριές κατασκευές
• Μετράει περιστρεφόμενες επιφάνειες (λεπίδες, άξονες)
• Δεν χρειάζεται χρόνος εγκατάστασης ή κόλλα

Προσιτότητα

• Μετράει σημεία που δεν είναι προσβάσιμα σε αισθητήρες επαφής
• Απομακρυσμένη μέτρηση (σε μέτρα απόσταση)
• Θερμές επιφάνειες, θάλαμοι κενού, επικίνδυνες περιοχές
• Μέσω παραθύρων ή οπτικών θυρών

Χωρική ανάλυση

• Σαρώστε γρήγορα σε όλες τις επιφάνειες
• Εκατοντάδες σημεία μέτρησης σε λίγα λεπτά
• Σχήματα εκτροπής λειτουργίας που καταγράφονται εύκολα
• Διαθέσιμα συστήματα τρισδιάστατης δονησιμετρίας

Ευρύ εύρος ζώνης

• Απόκριση DC (πραγματική μετατόπιση)
• Σε πολύ υψηλές συχνότητες (πιθανώς MHz)
• Ένα μόνο όργανο καλύπτει ολόκληρο το φάσμα

Περιορισμοί

Υψηλό κόστος

• Συστήματα LDV: $20.000-200.000+
• Δεν είναι οικονομικά αποδοτικό για τακτική παρακολούθηση
• Δικαιολογημένο για εξειδικευμένες εφαρμογές και έρευνα

Απαιτείται οπτική επαφή

• Πρέπει να υπάρχει οπτική διαδρομή προς το σημείο μέτρησης
• Τα εμπόδια εμποδίζουν τη μέτρηση
• Προβληματικός κλειστός εξοπλισμός

Απαιτήσεις επιφάνειας

• Ο στόχος πρέπει να αντανακλά το φως του λέιζερ
• Οι λαμπερές επιφάνειες ενδέχεται να απαιτούν επεξεργασία (ανακλαστική ταινία, ηλεκτροστατική βαφή)
• Διαφανή υλικά δύσκολα

Περιβαλλοντική ευαισθησία

• Τα ρεύματα αέρα επηρεάζουν τη δέσμη
• Σκόνη, ομίχλη λαδιού διασκορπίζουν το φως
• Η δόνηση του ίδιου του LDV επηρεάζει τη μέτρηση
• Οι διαβαθμίσεις θερμοκρασίας προκαλούν περιπλάνηση της δέσμης

Εφαρμογές

Μέτρηση περιστρεφόμενων εξαρτημάτων

• Δόνηση λεπίδων σε στροβίλους, ανεμιστήρες, συμπιεστές
• Συχνότητα και εκτροπή μεμονωμένων λεπίδων
• Στρεπτική δόνηση αξόνων
• Δόνηση δοντιού γραναζιού

Δοκιμή ελαφριάς δομής

• Ηλεκτρονικές πλακέτες, συσκευές MEMS
• Λεπτά πάνελ και μεμβράνες
• Πού η μάζα του αισθητήρα θα επηρέαζε τα αποτελέσματα

Τροπική Ανάλυση

• Μετρήσεις σχήματος παραμόρφωσης λειτουργίας (ODS)
• Προσδιορισμός σχήματος τρόπου λειτουργίας
• Ταχείες χωρικές έρευνες (εκατοντάδες σημεία)
• Κινούμενες απεικονίσεις δομικής κίνησης

Ειδικά Περιβάλλοντα

• Υψηλή θερμοκρασία (από απόσταση)
• Θάλαμοι κενού (μέσω παραθύρων)
• Καθαρά δωμάτια (χωρίς μόλυνση από αισθητήρες)
• Επικίνδυνες περιοχές (μέτρηση από ασφαλή απόσταση)

Τύποι Δονητών Λέιζερ

LDV ενός σημείου

• Μετράει μία μόνο τοποθεσία κάθε φορά
• Χειροκίνητη ή μηχανοκίνητη σάρωση
• Τα πιο συνηθισμένα και οικονομικά

Σάρωση LDV

• Σύστημα καθρέφτη που σαρώνει γρήγορα λέιζερ σε όλη την επιφάνεια
• Διαδοχική μέτρηση πολλών σημείων
• Αυτοματοποιημένες μετρήσεις ODS

3D LDV

• Τρεις δέσμες λέιζερ από διαφορετικές γωνίες
• Αναλύει τους κραδασμούς σε εξαρτήματα X, Y, Z
• Πλήρης χαρακτηρισμός τρισδιάστατης κίνησης
• Το πιο ακριβό

Περιστροφική LDV

• Εξειδικευμένο για τη μέτρηση περιστρεφόμενων επιφανειών
• Παρακολουθεί συγκεκριμένο σημείο κατά την περιστροφή
• Μέτρηση στρεπτικών κραδασμών

Βέλτιστες πρακτικές μέτρησης

Ρύθμιση

• Άκαμπτη τοποθέτηση LDV (τρίποδο ή βάση)
• Κάθετη ευθυγράμμιση στην επιφάνεια (μέτρηση κίνησης προς/από το LDV)
• Βέλτιστη απόσταση (συνήθως 0,3-5 μέτρα)
• Ελαχιστοποιήστε τις περιβαλλοντικές διαταραχές

Επιφάνεια-στόχος

• Καθαρή, οπτικά ανακλαστική επιφάνεια καλύτερα
• Η ανακλαστική ταινία ενισχύει το σήμα για δύσκολες επιφάνειες
• Αποφύγετε την κατοπτρική (σαν καθρέφτη) αντανάκλαση
• Ελαφριά επιφανειακή επίστρωση εάν χρειάζεται

Σύγκριση με αισθητήρες επαφής

Χαρακτηριστικό	Αισθητήρες επαφής	Δονητική μέτρηση με λέιζερ
Μαζική φόρτωση	Μπορεί να επηρεάσει τα αποτελέσματα	Μηδέν (χωρίς επαφή)
Εγκατάσταση	Απαιτείται τοποθέτηση	Σημείο και μέτρο
Περιστρεφόμενες επιφάνειες	Δύσκολο/αδύνατο	Ειλικρινής
Κόστος	Χαμηλό ($100-5000)	Υψηλή ($20k-200k+)
Τακτική παρακολούθηση	Ιδανικό	Δεν είναι πρακτικό
Έρευνα/Ειδικό	Περιωρισμένος	Εξοχος

Η δονησιμετρία με λέιζερ παρέχει μοναδικές δυνατότητες μέτρησης κραδασμών χωρίς επαφή, καθιστώντας αδύνατες τις μετρήσεις με τους παραδοσιακούς αισθητήρες επαφής. Ενώ το κόστος και η πολυπλοκότητα περιορίζουν τη χρήση ρουτίνας, τα δονησιόμετρα λέιζερ αποτελούν ανεκτίμητα εργαλεία έρευνας και εξειδικευμένης αντιμετώπισης προβλημάτων για την ανάλυση περιστρεφόμενων εξαρτημάτων, τις δοκιμές ελαφριάς κατασκευής και τις γρήγορες χωρικές έρευνες κραδασμών σε προηγμένες διαγνωστικές μηχανημάτων και εφαρμογές δομικής δυναμικής.

---

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο