Laservibromeetria mõistmine
Definitsioon: Mis on laservibromeetria?
Laservibromeetria on kontaktivaba optiline mõõtmise meetod vibratsioon kiirus ja nihe kasutades vibreerivatelt pindadelt peegelduva laserkiire Doppleri nihet. Laser-Doppleri vibromeeter (LDV) suunab laserkiire mõõtepunkti ja pinna liikumisel nihkub peegeldunud valguse sagedus proportsionaalselt pinnakiirusega. Tuvastades selle sagedusnihke interferomeetriliselt, mõõdab LDV vibratsiooni ilma igasuguse füüsilise kontakti, massikoormuse või pinna ettevalmistamiseta, mis ulatub kaugemale optilisest ligipääsetavusest.
Laservibromeetria võimaldab mõõtmisi, mis on kontaktanduritega võimatud või ebapraktilised: pöörlevad komponendid, kerged konstruktsioonid (kus anduri mass mõjutab tulemusi), ligipääsmatud kohad, kuumad pinnad ja kiired ruumilised uuringud suurtel aladel. Kuigi kallid, on laservibromeetrid hindamatud uurimis- ja tõrkeotsingu tööriistad edasijõudnutele. modaalne analüüs ja spetsiaalsed rakendused.
Tööpõhimõte
Laser-Doppleri efekt
- Laseri emissioon: Koherentne laserkiir (tavaliselt He-Ne punane laser, 633 nm)
- Kiire jagamine: Jaotatud mõõtekiireks (sihtmärgini) ja võrdluskiireks
- Peegeldus: Mõõtekiir peegeldub vibreerivalt pinnalt
- Doppleri nihe: Peegeldunud valguse sagedus nihkub pinna kiiruse järgi
- Häired: Peegeldunud kiir, mis on rekombineeritud võrdluskiirega
- Tuvastamine: Interferentsist tulenev löökide sagedus = Doppleri nihe
- Demodulatsioon: Doppleri sagedus on võrdeline pinnakiirusega
Mõõdetud parameetrid
- Esmane: Kiirus (otse Doppleri nihkest)
- Integratsioon: Nihe (integreeritud kiirus)
- Eristamine: Kiirendus (diferentseeritud kiirus)
- Sagedusvahemik: Alalisvool kuni 1,5 MHz (sõltuvalt mudelist)
- Amplituudivahemik: nm kuni mm (äärmiselt lai dünaamiline ulatus)
Eelised
Kontaktivaba
- Anduri massi koormuse mõju puudub
- Ideaalne kergete konstruktsioonide jaoks
- Mõõdab pöörlevaid pindu (labad, võllid)
- Paigaldusaeg ja liim pole vajalikud
Ligipääsetavus
- Mõõdab kontaktanduritele ligipääsmatuid punkte
- Kaugmõõtmine (meetrite kaugusel)
- Kuumad pinnad, vaakumkambrid, ohtlikud alad
- Akende või optiliste portide kaudu
Ruumiline eraldusvõime
- Skannige pindu kiiresti
- Sadu mõõtepunkte minutitega
- Töötavad läbipaindekujud on kergesti tabatavad
- Saadaval on 3D-vibromeetria süsteemid
Lai ribalaius
- Alalisvoolu reaktsioon (tegelik nihe)
- Väga kõrgete sagedusteni (võimalik, et MHz)
- Üks instrument hõlmab kogu ulatust
Piirangud
Kõrge hind
- Kereveokite süsteemid: $20 000–200 000+
- Rutiinse jälgimise jaoks pole kulutõhus
- Õigustatud spetsialiseeritud rakenduste ja uuringute jaoks
Nõutav on otsenähtavus
- Mõõtepunktini peab olema optiline tee
- Takistused takistavad mõõtmist
- Suletud seadmetega on probleeme
Pinna nõuded
- Sihtmärk peab laserkiirt peegeldama
- Läikivad pinnad võivad vajada töötlemist (helkurteip, pulbervärv)
- Läbipaistvad materjalid on keerulised
Keskkonnatundlikkus
- Õhuvoolud mõjutavad kiirt
- Tolm, õliudu hajutab valgust
- LDV vibratsioon ise mõjutab mõõtmist
- Temperatuurigradiendid põhjustavad kiire rändamist
Rakendused
Pöörleva komponendi mõõtmine
- Turbiinide, ventilaatorite ja kompressorite labade vibratsioon
- Individuaalne labade sagedus ja läbipaine
- Võllide väändvibratsioon
- Hammasratta hammaste vibratsioon
Kergkonstruktsioonide testimine
- Elektroonikaplaadid, MEMS-seadmed
- Õhukesed paneelid ja membraanid
- Kus anduri mass tulemusi mõjutaks
Modaalne analüüs
- Tööpainde kuju (ODS) mõõtmised
- Režiimi kuju määramine
- Kiired ruumilised uuringud (sajad punktid)
- Struktuurilise liikumise animeeritud kuvamised
Erikeskkonnad
- Kõrge temperatuur (kauguselt vaadatuna)
- Vaakumkambrid (läbi akende)
- Puhtad ruumid (anduritest tulenev saaste puudub)
- Ohtlikud alad (mõõtmine ohutust kaugusest)
Laservibromeetrite tüübid
Ühepunktiline LDV
- Mõõdab korraga ühte asukohta
- Manuaalne või mootoriga skaneerimine
- Kõige levinum ja ökonoomsem
LDV skannimine
- Peegelsüsteem skaneerib laserit kiiresti üle pinna
- Paljude punktide järjestikune mõõtmine
- Automatiseeritud OKS-mõõtmised
3D LDV
- Kolm laserkiirt erinevate nurkade alt
- Jaotab vibratsiooni X-, Y- ja Z-komponentideks
- Täielik 3D liikumise iseloomustus
- Kõige kallim
Pöörlev LDV
- Spetsiaalne pöörlevate pindade mõõtmiseks
- Jälgib pöörlemisel kindlat punkti
- Väändvibratsiooni mõõtmine
Mõõtmise parimad tavad
Seadistamine
- LDV jäik kinnitus (statiiv või alus)
- Pinnaga risti joondamine (mõõda liikumist pinna suhtes risti/pinna suhtes eemale)
- Optimaalne kaugus (tavaliselt 0,3–5 meetrit)
- Minimeerige keskkonnahäireid
Sihtpind
- Puhas, optiliselt peegeldav pind on parim
- Helkurriba tugevdab signaali keerulistel pindadel
- Vältige peegeldust (peeglitaolist)
- Vajadusel kerge pinnakate
Võrdlus kontaktanduritega
| Funktsioon | Kontaktandurid | Laservibromeetria |
|---|---|---|
| Masslaadimine | Võib tulemusi mõjutada | Null (kontaktivaba) |
| Paigaldamine | Paigaldus on vajalik | Osuta ja mõõda |
| Pöörlevad pinnad | Raske/võimatu | Otsekohene |
| Maksumus | Madal ($100-5000) | Kõrge ($20k-200k+) |
| Rutiinne jälgimine | Ideaalne | Pole praktiline |
| Uurimistöö/Eriline | Piiratud | Suurepärane |
Laservibromeetria pakub ainulaadseid kontaktivabu vibratsiooni mõõtmise võimalusi, mis muudavad mõõtmised traditsiooniliste kontaktanduritega võimatuks. Kuigi hind ja keerukus piiravad rutiinset kasutamist, on laservibromeetrid hindamatud uurimis- ja spetsiaalsed tõrkeotsingu tööriistad pöörlevate komponentide analüüsiks, kergkonstruktsioonide testimiseks ja kiireteks ruumiliste vibratsioonide uuringuteks täiustatud masinadiagnostikas ja konstruktsioonidünaamika rakendustes.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 