Wat is laservibrometrie? Contactloze optische meting • Draagbare balancer, trillingsanalysator "Balanset" voor het dynamisch balanceren van brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere rotoren. Wat is laservibrometrie? Contactloze optische meting • Draagbare balancer, trillingsanalysator "Balanset" voor het dynamisch balanceren van brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere rotoren.

Wat is laservibrometrie? Contactloze optische meting

Gepubliceerd door admin op

Laservibrometrie begrijpen

Definitie: Wat is laservibrometrie?

Laservibrometrie is een contactloze optische techniek voor het meten trillingen snelheid en verplaatsing Met behulp van de Dopplerverschuiving van laserlicht dat door trillende oppervlakken wordt gereflecteerd. Een laserdopplervibrometer (LDV) richt een laserstraal op het meetpunt. Naarmate het oppervlak beweegt, verschuift de frequentie van het gereflecteerde licht evenredig met de oppervlaktesnelheid. Door deze frequentieverschuiving interferometrisch te detecteren, meet de LDV trillingen zonder fysiek contact, massabelasting of oppervlaktevoorbereiding buiten optische toegankelijkheid.

Laservibrometrie maakt metingen mogelijk die onmogelijk of onpraktisch zijn met contactsensoren: roterende componenten, lichtgewicht constructies (waar de massa van de sensor de resultaten beïnvloedt), ontoegankelijke locaties, hete oppervlakken en snelle ruimtelijke metingen over grote gebieden. Hoewel ze duur zijn, zijn laservibrometers onmisbare hulpmiddelen voor onderzoek en probleemoplossing voor geavanceerde toepassingen. modale analyse en gespecialiseerde toepassingen.

Werkingsprincipe

Laser Doppler-effect

  1. Laseremissie: Coherente laserstraal (meestal He-Ne rode laser, 633 nm)
  2. Straalsplitsing: Verdeeld in meetstraal (naar doel) en referentiestraal
  3. Reflectie: Meetstraal reflecteert op trillend oppervlak
  4. Dopplerverschuiving: Gereflecteerde lichtfrequentie verschoven door oppervlaktesnelheid
  5. Interferentie: Gereflecteerde straal gecombineerd met referentiestraal
  6. Detectie: Slagfrequentie van interferentie = Dopplerverschuiving
  7. Demodulatie: Dopplerfrequentie evenredig met de oppervlaktesnelheid

Gemeten parameters

  • Primair: Snelheid (rechtstreeks uit Dopplerverschuiving)
  • Integratie: Verplaatsing (integreer snelheid)
  • Differentiatie: Versnelling (differentiërende snelheid)
  • Frequentiebereik: DC tot 1,5 MHz (afhankelijk van het model)
  • Amplitudebereik: nm tot mm (extreem breed dynamisch bereik)

Voordelen

Contactloos

  • Geen sensormassa-belastingseffecten
  • Ideaal voor lichtgewicht constructies
  • Meet roterende oppervlakken (bladen, assen)
  • Geen installatietijd of lijm nodig

Toegankelijkheid

  • Meet punten die ontoegankelijk zijn voor contactsensoren
  • Afstandsmeting (op meters afstand)
  • Hete oppervlakken, vacuümkamers, gevaarlijke gebieden
  • Via ramen of optische poorten

Ruimtelijke resolutie

  • Scan snel over oppervlakken
  • Honderden meetpunten in minuten
  • Bedrijfsafbuigingsvormen eenvoudig vastgelegd
  • 3D-vibratiemeetsystemen beschikbaar

Brede bandbreedte

  • DC-respons (werkelijke verplaatsing)
  • Tot zeer hoge frequenties (MHz mogelijk)
  • Eén instrument bestrijkt het gehele bereik

Beperkingen

Hoge kosten

  • LDV-systemen: $20.000-200.000+
  • Niet kosteneffectief voor routinematige monitoring
  • Gerechtvaardigd voor gespecialiseerde toepassingen en onderzoek

Zichtlijn vereist

  • Moet een optisch pad naar het meetpunt hebben
  • Obstructies verhinderen de meting
  • Gesloten apparatuur problematisch

Oppervlaktevereisten

  • Doelwit moet laserlicht reflecteren
  • Glanzende oppervlakken kunnen een behandeling nodig hebben (retroreflecterende tape, poedercoating)
  • Transparante materialen zijn moeilijk

Milieugevoeligheid

  • Luchtstromen beïnvloeden de straal
  • Stof, olienevel verstrooit licht
  • Trillingen van de LDV zelf hebben invloed op de meting
  • Temperatuurgradiënten veroorzaken straalverplaatsing

Toepassingen

Roterende componentmeting

  • Trillingen van schoepen in turbines, ventilatoren en compressoren
  • Individuele bladfrequentie en afbuiging
  • Torsie trillingen van assen
  • Trillingen van de tandwielen

Lichtgewicht structuurtesten

  • Elektronische borden, MEMS-apparaten
  • Dunne panelen en membranen
  • Waar de sensormassa de resultaten zou beïnvloeden

Modale analyse

  • Metingen van de operationele afbuigingsvorm (ODS)
  • Bepaling van de vorm van de modus
  • Snelle ruimtelijke onderzoeken (honderden punten)
  • Geanimeerde weergaven van structurele beweging

Speciale omgevingen

  • Hoge temperatuur (van afstand)
  • Vacuümkamers (via ramen)
  • Schone kamers (geen besmetting door sensoren)
  • Gevaarlijke zones (meting vanaf veilige afstand)

Soorten laservibrometers

Enkelpunts LDV

  • Meet één locatie tegelijk
  • Handmatig of gemotoriseerd scannen
  • Meest voorkomende en economische

LDV scannen

  • Spiegelsysteem scant laser snel over oppervlak
  • Sequentiële meting van veel punten
  • Geautomatiseerde ODS-metingen

3D LDV

  • Drie laserstralen vanuit verschillende hoeken
  • Herleidt trillingen tot X-, Y- en Z-componenten
  • Volledige 3D-bewegingskarakterisering
  • De duurste

Rotatie LDV

  • Speciaal voor het meten van roterende oppervlakken
  • Volgt een specifiek punt bij rotatie
  • Torsie trillingsmeting

Beste meetpraktijken

Instellen

  • Vaste montage van LDV (statief of standaard)
  • Loodrechte uitlijning ten opzichte van het oppervlak (meet de beweging naar/van de LDV)
  • Optimale afstand (meestal 0,3-5 meter)
  • Minimaliseer verstoringen in de omgeving

Doeloppervlak

  • Schoon, optisch reflecterend oppervlak is het beste
  • Retroreflecterende tape verbetert signaal op moeilijke oppervlakken
  • Vermijd spiegelende reflectie
  • Lichte oppervlaktecoating indien nodig

Vergelijking met contactsensoren

Functie Contactsensoren Laservibrometrie
Massa laden Kan de resultaten beïnvloeden Nul (contactloos)
Installatie Montage vereist Punt en maat
Roterende oppervlakken Moeilijk/onmogelijk Eenvoudig
Kosten Laag ($100-5000) Hoog ($20k-200k+)
Routinematige monitoring Ideaal Niet praktisch
Onderzoek/Speciaal Beperkt Uitstekend

Laservibrometrie biedt unieke mogelijkheden voor contactloze trillingsmeting, waardoor metingen met traditionele contactsensoren onmogelijk zijn. Hoewel kosten en complexiteit routinematig gebruik beperken, zijn laservibrometers van onschatbare waarde als onderzoeks- en gespecialiseerde probleemoplossingstools voor de analyse van roterende componenten, het testen van lichtgewicht structuren en snelle ruimtelijke trillingsmetingen in geavanceerde machinediagnostiek en structurele dynamische toepassingen.

← Terug naar hoofdindex

Categorieën:
WhatsApp