Czym jest wibrometria laserowa? Bezkontaktowy pomiar optyczny • Przenośny wyważarka, analizator drgań "Balanset" do dynamicznego wyważania kruszarek, wentylatorów, mulczerów, ślimaków w kombajnach, wałów, wirówek, turbin i wielu innych wirników Czym jest wibrometria laserowa? Bezkontaktowy pomiar optyczny • Przenośny wyważarka, analizator drgań "Balanset" do dynamicznego wyważania kruszarek, wentylatorów, mulczerów, ślimaków w kombajnach, wałów, wirówek, turbin i wielu innych wirników

Czym jest wibrometria laserowa? Bezkontaktowy pomiar optyczny

Opublikowane przez admin w dniu

Zrozumienie wibrometrii laserowej

Definicja: Czym jest wibrometria laserowa?

Wibrometria laserowa jest bezkontaktową techniką optyczną do pomiaru wibracja prędkość oraz przemieszczenie Wykorzystując przesunięcie Dopplera światła laserowego odbitego od drgających powierzchni. Laserowy wibrometr Dopplera (LDV) kieruje wiązkę laserową w punkt pomiarowy, a wraz z ruchem powierzchni częstotliwość odbitego światła zmienia się proporcjonalnie do prędkości powierzchni. Wykrywając to przesunięcie częstotliwości interferometrycznie, LDV mierzy drgania bez kontaktu fizycznego, obciążenia masą ani przygotowania powierzchni poza zasięgiem wzroku.

Wibrometria laserowa umożliwia pomiary niemożliwe lub niepraktyczne w przypadku czujników kontaktowych: elementów obrotowych, lekkich konstrukcji (gdzie masa czujnika wpływa na wyniki), trudno dostępnych miejsc, gorących powierzchni oraz szybkich pomiarów przestrzennych na dużych obszarach. Choć drogie, wibrometry laserowe są nieocenionym narzędziem badawczym i diagnostycznym w zaawansowanych zastosowaniach. analiza modalna i specjalistycznych zastosowań.

Zasada działania

Efekt Dopplera laserowego

  1. Emisja laserowa: Spójna wiązka laserowa (zwykle czerwony laser He-Ne, 633 nm)
  2. Podział wiązki: Podzielony na wiązkę pomiarową (do celu) i wiązkę odniesienia
  3. Odbicie: Wiązka pomiarowa odbija się od drgającej powierzchni
  4. Przesunięcie Dopplera: Częstotliwość odbitego światła przesunięta przez prędkość powierzchniową
  5. Ingerencja: Odbita wiązka ponownie połączona z wiązką odniesienia
  6. Wykrywanie: Częstotliwość uderzeń z interferencji = przesunięcie Dopplera
  7. Demodulacja: Częstotliwość Dopplera proporcjonalna do prędkości powierzchniowej

Zmierzone parametry

  • Podstawowy: Prędkość (bezpośrednio z przesunięcia Dopplera)
  • Integracja: Przemieszczenie (prędkość zintegrowana)
  • Rozróżnianie: Przyspieszenie (różnicowanie prędkości)
  • Zakres częstotliwości: DC do 1,5 MHz (w zależności od modelu)
  • Zakres amplitudy: nm do mm (niezwykle szeroki zakres dynamiki)

Zalety

Bezkontaktowy

  • Brak wpływu obciążenia masą czujnika
  • Idealny do lekkich konstrukcji
  • Pomiar powierzchni obrotowych (łopatek, wałów)
  • Brak czasu instalacji i kleju

Dostępność

  • Pomiary punktów niedostępnych dla czujników kontaktowych
  • Pomiar zdalny (z odległości kilku metrów)
  • Gorące powierzchnie, komory próżniowe, obszary niebezpieczne
  • Przez okna lub porty optyczne

Rozdzielczość przestrzenna

  • Szybkie skanowanie powierzchni
  • Setki punktów pomiarowych w ciągu kilku minut
  • Łatwe uchwycenie kształtów odchyleń roboczych
  • Dostępne systemy wibrometrii 3D

Szeroka przepustowość

  • Odpowiedź DC (rzeczywiste przesunięcie)
  • Do bardzo wysokich częstotliwości (możliwe MHz)
  • Pojedynczy instrument obejmuje cały zakres

Ograniczenia

Wysoki koszt

  • Systemy LDV: $20 000–200 000+
  • Nieopłacalne w przypadku rutynowego monitorowania
  • Uzasadnione dla specjalistycznych zastosowań i badań

Wymagana linia wzroku

  • Musi mieć ścieżkę optyczną do punktu pomiarowego
  • Przeszkody uniemożliwiają pomiar
  • Problem z zamkniętym sprzętem

Wymagania dotyczące powierzchni

  • Cel musi odbijać światło lasera
  • Błyszczące powierzchnie mogą wymagać obróbki (taśma odblaskowa, malowanie proszkowe)
  • Materiały przezroczyste trudne

Wrażliwość na środowisko

  • Prądy powietrza wpływają na belkę
  • Pył, mgła olejowa rozpraszają światło
  • Wibracje samego LDV wpływają na pomiar
  • Gradienty temperatury powodują błądzenie wiązki

Aplikacje

Pomiar komponentów obrotowych

  • Drgania łopatek turbin, wentylatorów, sprężarek
  • Częstotliwość i ugięcie poszczególnych łopatek
  • Drgania skrętne wałów
  • Drgania zębów przekładni

Badania konstrukcji lekkich

  • Płytki elektroniczne, urządzenia MEMS
  • Cienkie panele i membrany
  • Gdzie masa czujnika może wpłynąć na wyniki

Analiza modalna

  • Pomiary kształtu ugięcia roboczego (ODS)
  • Określanie kształtu modu
  • Szybkie pomiary przestrzenne (setki punktów)
  • Animowane pokazy ruchu konstrukcyjnego

Środowiska specjalne

  • Wysoka temperatura (z daleka)
  • Komory próżniowe (przez okna)
  • Czyste pomieszczenia (brak zanieczyszczeń z czujników)
  • Strefy niebezpieczne (pomiar z bezpiecznej odległości)

Rodzaje wibrometrów laserowych

Pojedynczy punkt LDV

  • Pomiary w jednym miejscu na raz
  • Skanowanie ręczne lub zmechanizowane
  • Najbardziej powszechne i ekonomiczne

Skanowanie LDV

  • System lustrzany szybko skanuje laserowo powierzchnię
  • Sekwencyjny pomiar wielu punktów
  • Automatyczne pomiary ODS

3D LDV

  • Trzy wiązki laserowe pod różnymi kątami
  • Rozkłada drgania na składowe X, Y, Z
  • Pełna charakterystyka ruchu 3D
  • Najdroższy

Rotacyjny LDV

  • Specjalistyczne do pomiaru powierzchni obrotowych
  • Śledzi konkretny punkt podczas obrotu
  • Pomiar drgań skrętnych

Najlepsze praktyki pomiarowe

Organizować coś

  • Sztywne mocowanie LDV (statyw lub stojak)
  • Prostopadłe wyrównanie do powierzchni (pomiar ruchu w kierunku/od LDV)
  • Optymalna odległość (zwykle 0,3-5 metrów)
  • Zminimalizuj zakłócenia środowiskowe

Powierzchnia docelowa

  • Najlepiej sprawdza się powierzchnia czysta i odbijająca światło
  • Taśma odblaskowa wzmacnia sygnał na trudnych powierzchniach
  • Unikaj odbić lustrzanych (lustrzanych)
  • W razie potrzeby lekkie pokrycie powierzchni

Porównanie z czujnikami kontaktowymi

Funkcja Czujniki kontaktowe Wibrometria laserowa
Masowe ładowanie Może mieć wpływ na wyniki Zero (bezkontaktowy)
Instalacja Wymagany montaż Wskaż i zmierz
Obrotowe powierzchnie Trudne/niemożliwe Prosty
Koszt Niski ($100-5000) Wysoka ($20k-200k+)
Rutynowe monitorowanie Ideał Niepraktyczne
Badania/Specjalne Ograniczony Doskonały

Wibrometria laserowa oferuje unikalne możliwości bezkontaktowego pomiaru drgań, umożliwiając pomiary niemożliwe do przeprowadzenia za pomocą tradycyjnych czujników kontaktowych. Chociaż koszt i złożoność ograniczają rutynowe zastosowanie, wibrometry laserowe są nieocenionym narzędziem badawczym i specjalistycznym narzędziem do rozwiązywania problemów, służącym do analizy elementów obrotowych, testowania lekkich konstrukcji oraz szybkich pomiarów drgań przestrzennych w zaawansowanej diagnostyce maszyn i zastosowaniach dynamiki konstrukcji.

← Powrót do indeksu głównego

Kategorie:
WhatsApp