레이저 진동계란 무엇인가요? 비접촉 광학 측정 • 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"은 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 제품입니다. 레이저 진동계란 무엇인가요? 비접촉 광학 측정 • 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"은 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 제품입니다.

레이저 진동계란? 비접촉 광학 측정

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레이저 진동계 이해

정의: 레이저 진동측정법이란?

레이저 진동측정 비접촉 광학 측정 기술입니다. 진동 속도 및 배수량 진동하는 표면에서 반사되는 레이저광의 도플러 편이를 이용합니다. 레이저 도플러 진동계(LDV)는 측정 지점에 레이저 빔을 조사하고, 표면이 이동함에 따라 반사광의 주파수가 표면 속도에 비례하여 변합니다. LDV는 이러한 주파수 편이를 간섭계로 감지하여 광학적 접근을 넘어서는 물리적 접촉, 질량 부하 또는 표면 처리 없이 진동을 측정합니다.

레이저 진동계는 접촉 센서로는 불가능하거나 비실용적인 측정을 가능하게 합니다. 예를 들어 회전 부품, 경량 구조물(센서 질량이 결과에 영향을 미치는 경우), 접근하기 어려운 위치, 고온 표면, 그리고 넓은 지역에 걸친 신속한 공간 조사 등이 가능합니다. 레이저 진동계는 가격이 비싸지만, 고급 연구 및 문제 해결에 매우 유용한 도구입니다. 모달 분석 및 특수 응용 분야.

작동 원리

레이저 도플러 효과

  1. 레이저 방출: 코히어런트 레이저 빔(일반적으로 He-Ne 적색 레이저, 633nm)
  2. 빔 분할: 측정빔(대상)과 기준빔으로 구분
  3. 반사: 측정 빔은 진동하는 표면에서 반사됩니다.
  4. 도플러 편이: 표면 속도에 따라 이동된 반사광 주파수
  5. 간섭: 반사된 빔이 기준 빔과 재결합됨
  6. 발각: 간섭으로 인한 비트 주파수 = 도플러 편이
  7. 복조: 표면 속도에 비례하는 도플러 주파수

측정된 매개변수

  • 주요한: 속도(도플러 편이에서 직접)
  • 완성: 변위(속도 적분)
  • 분화: 가속도(속도 미분)
  • 주파수 범위: DC ~ 1.5MHz(모델에 따라 다름)
  • 진폭 범위: nm ~ mm (매우 넓은 동적 범위)

장점

비접촉

  • 센서 질량 로딩 효과 없음
  • 가벼운 구조에 이상적
  • 회전 표면(블레이드, 샤프트)을 측정합니다.
  • 설치 시간이나 접착제가 필요 없음

접근성

  • 접촉 센서로 접근이 불가능한 지점을 측정합니다.
  • 원격 측정(미터 거리)
  • 뜨거운 표면, 진공 챔버, 위험 구역
  • 창문이나 광 포트를 통해

공간 해상도

  • 표면을 빠르게 스캔하세요
  • 몇 분 만에 수백 개의 측정 지점
  • 작동 편향 모양을 쉽게 캡처
  • 3D 진동 측정 시스템 사용 가능

넓은 대역폭

  • DC 응답(진변위)
  • 매우 높은 주파수(MHz 가능)
  • 단일 악기가 전체 범위를 포괄합니다.

제한 사항

높은 비용

  • LDV 시스템: $20,000-200,000+
  • 일상적인 모니터링에는 비용 효율적이지 않습니다.
  • 특수 응용 프로그램 및 연구에 적합

시야 확보 필요

  • 측정 지점까지의 광학 경로가 있어야 합니다.
  • 장애물로 인해 측정이 불가능합니다.
  • 밀폐형 장비에 문제가 있음

표면 요구 사항

  • 타겟은 레이저 빛을 반사해야 합니다.
  • 광택이 나는 표면에는 처리가 필요할 수 있습니다(반사 테이프, 분체 도장)
  • 투명한 소재는 어렵다

환경 민감성

  • 기류가 빔에 영향을 미칩니다.
  • 먼지, 오일 미스트가 빛을 흩뿌립니다.
  • LDV 자체의 진동이 측정에 영향을 미칩니다.
  • 온도 구배로 인해 빔 방황이 발생합니다.

응용 프로그램

회전 부품 측정

  • 터빈, 팬, 압축기의 블레이드 진동
  • 개별 블레이드 주파수 및 편향
  • 샤프트의 비틀림 진동
  • 기어 이빨 진동

경량 구조 테스트

  • 전자 기판, MEMS 장치
  • 얇은 패널과 멤브레인
  • 센서 질량이 결과에 영향을 미치는 곳

모달 분석

  • 작동 편향 형상(ODS) 측정
  • 모드 형상 결정
  • 빠른 공간 조사(수백 개 지점)
  • 구조적 움직임의 애니메이션 디스플레이

특수 환경

  • 고온(거리에서)
  • 진공 챔버(창문을 통해)
  • 클린룸(센서로 인한 오염 없음)
  • 위험 지역(안전거리에서 측정)

레이저 진동계의 종류

단일 지점 LDV

  • 한 번에 한 위치씩 측정합니다.
  • 수동 또는 모터화된 스캐닝
  • 가장 일반적이고 경제적

LDV 스캐닝

  • 거울 시스템은 표면을 가로질러 레이저를 빠르게 스캔합니다.
  • 여러 지점의 순차적 측정
  • 자동화된 ODS 측정

3D LDV

  • 다른 각도에서 나온 3개의 레이저 빔
  • 진동을 X, Y, Z 구성 요소로 분해합니다.
  • 완벽한 3D 모션 특성화
  • 가장 비싼

회전 LDV

  • 회전 표면 측정에 특화됨
  • 회전 시 특정 지점을 추적합니다.
  • 비틀림 진동 측정

측정 모범 사례

설정

  • LDV의 견고한 장착(삼각대 또는 스탠드)
  • 표면에 대한 수직 정렬(LDV를 향해/로부터 멀어지는 움직임 측정)
  • 최적 거리(일반적으로 0.3~5미터)
  • 환경적 방해를 최소화하세요

타겟 표면

  • 깨끗하고 광학적으로 반사되는 표면이 가장 좋습니다.
  • 반사 테이프는 까다로운 표면의 신호를 향상시킵니다.
  • 거울과 같은 반사를 피하세요
  • 필요한 경우 가벼운 표면 코팅

접촉 센서와의 비교

특징 접촉 센서 레이저 진동측정법
대량 로딩 결과에 영향을 미칠 수 있습니다 제로(비접촉)
설치 장착 필요 가리키고 측정하다
회전 표면 어렵다/불가능하다 똑바로
비용 낮음 ($100-5000) 높음 ($20k-200k+)
정기 모니터링 이상적인 실용적이지 않다
연구/특수 제한된 훌륭한

레이저 진동계는 기존 접촉식 센서로는 불가능한 측정을 가능하게 하는 독보적인 비접촉식 진동 측정 기능을 제공합니다. 비용과 복잡성으로 인해 일상적인 사용에는 제약이 있지만, 레이저 진동계는 회전 부품 분석, 경량 구조물 시험, 그리고 고급 기계 진단 및 구조 동역학 분야에서의 신속한 공간 진동 조사에 매우 유용한 연구 및 전문 문제 해결 도구입니다.

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