Apa itu Vibrometri Laser? Pengukuran Optik Non-Kontak • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penghancur penyeimbang dinamis, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya. Apa itu Vibrometri Laser? Pengukuran Optik Non-Kontak • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penghancur penyeimbang dinamis, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya.

Apa itu Vibrometri Laser? Pengukuran Optik Non-Kontak

Diterbitkan oleh admin pada

Memahami Vibrometri Laser

Definisi: Apa itu Vibrometri Laser?

Vibrometri laser adalah teknik optik non-kontak untuk mengukur getaran kecepatan dan pemindahan Menggunakan pergeseran Doppler cahaya laser yang dipantulkan dari permukaan yang bergetar. Vibrometer Doppler laser (LDV) mengarahkan sinar laser ke titik pengukuran, dan seiring permukaan bergerak, frekuensi cahaya yang dipantulkan bergeser secara proporsional terhadap kecepatan permukaan. Dengan mendeteksi pergeseran frekuensi ini secara interferometrik, LDV mengukur getaran tanpa kontak fisik, pembebanan massa, atau persiapan permukaan di luar aksesibilitas optik.

Vibrometri laser memungkinkan pengukuran yang mustahil atau tidak praktis dengan sensor kontak: komponen berputar, struktur ringan (di mana massa sensor memengaruhi hasil), lokasi yang sulit diakses, permukaan panas, dan survei spasial cepat di area yang luas. Meskipun mahal, vibrometer laser merupakan alat penelitian dan pemecahan masalah yang sangat berharga untuk teknologi canggih. analisis modal dan aplikasi khusus.

Prinsip Operasi

Efek Laser Doppler

  1. Emisi Laser: Sinar laser koheren (biasanya laser merah He-Ne, 633 nm)
  2. Pemisahan Balok: Dibagi menjadi balok pengukuran (ke target) dan balok referensi
  3. Cerminan: Sinar pengukuran dipantulkan dari permukaan yang bergetar
  4. Pergeseran Doppler: Frekuensi cahaya pantulan bergeser oleh kecepatan permukaan
  5. Gangguan: Sinar pantul direkombinasi dengan sinar referensi
  6. Deteksi: Frekuensi ketukan dari interferensi = pergeseran Doppler
  7. Demodulasi: Frekuensi Doppler sebanding dengan kecepatan permukaan

Parameter Terukur

  • Utama: Kecepatan (langsung dari pergeseran Doppler)
  • Integrasi: Perpindahan (integrasi kecepatan)
  • Diferensiasi: Percepatan (diferensiasi kecepatan)
  • Rentang Frekuensi: DC hingga 1,5 MHz (tergantung model)
  • Rentang Amplitudo: nm ke mm (rentang dinamis sangat lebar)

Keuntungan

Non-Kontak

  • Tidak ada efek pemuatan massa sensor
  • Ideal untuk struktur ringan
  • Mengukur permukaan yang berputar (pisau, poros)
  • Tidak ada waktu pemasangan atau perekat

Aksesibilitas

  • Mengukur titik-titik yang tidak dapat diakses oleh sensor kontak
  • Pengukuran jarak jauh (berjarak beberapa meter)
  • Permukaan panas, ruang vakum, area berbahaya
  • Melalui jendela atau port optik

Resolusi Spasial

  • Memindai permukaan dengan cepat
  • Ratusan titik pengukuran dalam hitungan menit
  • Bentuk defleksi pengoperasian mudah ditangkap
  • Sistem vibrometri 3D tersedia

Bandwidth Lebar

  • Respons DC (perpindahan sebenarnya)
  • Frekuensi sangat tinggi (mungkin MHz)
  • Instrumen tunggal mencakup seluruh rentang

Keterbatasan

Biaya Tinggi

  • Sistem LDV: $20.000-200.000+
  • Tidak hemat biaya untuk pemantauan rutin
  • Dibenarkan untuk aplikasi dan penelitian khusus

Diperlukan Garis Pandang

  • Harus memiliki jalur optik ke titik pengukuran
  • Hambatan mencegah pengukuran
  • Peralatan tertutup bermasalah

Persyaratan Permukaan

  • Target harus memantulkan cahaya laser
  • Permukaan yang mengkilap mungkin memerlukan perawatan (pita reflektif, pelapisan bubuk)
  • Bahan transparan sulit

Kepekaan Lingkungan

  • Arus udara mempengaruhi sinar
  • Debu, kabut minyak menyebarkan cahaya
  • Getaran LDV sendiri mempengaruhi pengukuran
  • Gradien suhu menyebabkan penyimpangan sinar

Aplikasi

Pengukuran Komponen Berputar

  • Getaran bilah pada turbin, kipas, kompresor
  • Frekuensi dan defleksi bilah individual
  • Getaran torsi poros
  • Getaran gigi roda gigi

Pengujian Struktur Ringan

  • Papan elektronik, perangkat MEMS
  • Panel dan membran tipis
  • Dimana massa sensor akan mempengaruhi hasil

Analisis Modal

  • Pengukuran bentuk defleksi operasi (ODS)
  • Penentuan bentuk mode
  • Survei spasial cepat (ratusan titik)
  • Tampilan animasi gerakan struktural

Lingkungan Khusus

  • Suhu tinggi (dari jarak jauh)
  • Ruang vakum (melalui jendela)
  • Ruang bersih (tidak ada kontaminasi dari sensor)
  • Area berbahaya (pengukuran dari jarak aman)

Jenis-jenis Vibrometer Laser

LDV Titik Tunggal

  • Mengukur lokasi tunggal pada satu waktu
  • Pemindaian manual atau bermotor
  • Paling umum dan ekonomis

Memindai LDV

  • Sistem cermin dengan cepat memindai laser di seluruh permukaan
  • Pengukuran berurutan banyak titik
  • Pengukuran ODS otomatis

3D LDV

  • Tiga sinar laser dari sudut yang berbeda
  • Membagi getaran menjadi komponen X, Y, Z
  • Karakterisasi gerak 3D lengkap
  • Paling mahal

LDV Rotasi

  • Khusus untuk mengukur permukaan yang berputar
  • Melacak titik tertentu pada rotasi
  • Pengukuran getaran torsional

Praktik Terbaik Pengukuran

Pengaturan

  • Pemasangan LDV yang kaku (tripod atau dudukan)
  • Penyelarasan tegak lurus terhadap permukaan (mengukur gerakan menuju/menjauhi LDV)
  • Jarak optimal (biasanya 0,3-5 meter)
  • Minimalkan gangguan lingkungan

Permukaan Target

  • Permukaan yang bersih dan memantulkan cahaya secara optik adalah yang terbaik
  • Pita retroreflektif meningkatkan sinyal untuk permukaan yang sulit
  • Hindari pantulan spekular (seperti cermin)
  • Pelapisan permukaan ringan jika diperlukan

Perbandingan dengan Sensor Kontak

Fitur Sensor Kontak Vibrometri Laser
Pemuatan Massal Dapat memengaruhi hasil Nol (tanpa kontak)
Instalasi Pemasangan diperlukan Titik dan ukur
Permukaan Berputar Sulit/tidak mungkin Mudah
Biaya Rendah ($100-5000) Tinggi ($20k-200k+)
Pemantauan Rutin Ideal Tidak praktis
Penelitian/Khusus Terbatas Bagus sekali

Vibrometri laser menyediakan kemampuan pengukuran getaran non-kontak yang unik, memungkinkan pengukuran yang mustahil dilakukan dengan sensor kontak tradisional. Meskipun biaya dan kompleksitas membatasi penggunaan rutin, vibrometer laser merupakan alat penelitian dan pemecahan masalah khusus yang sangat berharga untuk analisis komponen berputar, pengujian struktur ringan, dan survei getaran spasial cepat dalam diagnostik mesin canggih dan aplikasi dinamika struktural.

← Kembali ke Indeks Utama

Kategori:
WhatsApp