Ce este Vibrometria Laser? Măsurare optică fără contact • Echilibrator portabil, analizor de vibrații "Balanset" pentru echilibrarea dinamică a concasoarelor, ventilatoarelor, tocătoarelor, spiralelor pe combine, arborilor, centrifugelor, turbinelor și multor alte rotoare Ce este Vibrometria Laser? Măsurare optică fără contact • Echilibrator portabil, analizor de vibrații "Balanset" pentru echilibrarea dinamică a concasoarelor, ventilatoarelor, tocătoarelor, spiralelor pe combine, arborilor, centrifugelor, turbinelor și multor alte rotoare

Ce este vibrometria laser? Măsurare optică fără contact

Publicat de admin pe

Înțelegerea vibrometriei laser

Definiție: Ce este vibrometria cu laser?

Vibrometrie cu laser este o tehnică optică fără contact pentru măsurarea vibrații viteză și deplasare utilizând deplasarea Doppler a luminii laser reflectate de suprafețele care vibrează. Un vibrometru laser Doppler (LDV) direcționează un fascicul laser către punctul de măsurare și, pe măsură ce suprafața se mișcă, frecvența luminii reflectate se schimbă proporțional cu viteza suprafeței. Prin detectarea interferometrică a acestei deplasări de frecvență, LDV măsoară vibrațiile fără niciun contact fizic, încărcare de masă sau pregătire a suprafeței dincolo de accesibilitatea optică.

Vibrometria cu laser permite măsurători imposibile sau impracticabile cu senzori de contact: componente rotative, structuri ușoare (unde masa senzorului afectează rezultatele), locații inaccesibile, suprafețe fierbinți și studii spațiale rapide pe suprafețe mari. Deși scumpe, vibrometrele cu laser sunt instrumente de cercetare și depanare neprețuite pentru aplicații avansate. analiză modală și aplicații specializate.

Principiul de funcționare

Efectul Doppler laser

  1. Emisie laser: Fascicul laser coerent (de obicei laser roșu He-Ne, 633 nm)
  2. Divizarea fasciculului: Împărțit în fascicul de măsurare (către țintă) și fascicul de referință
  3. Reflecţie: Fasciculul de măsurare se reflectă de pe suprafața care vibrează
  4. Deplasare Doppler: Frecvența luminii reflectate este deplasată de viteza suprafeței
  5. Interferență: Fascicul reflectat recombinat cu fasciculul de referință
  6. Detectare: Frecvența de bătaie din cauza interferenței = deplasare Doppler
  7. Demodulare: Frecvența Doppler proporțională cu viteza de suprafață

Parametri măsurați

  • Primar: Viteză (direct din deplasarea Doppler)
  • Integrare: Deplasare (viteză integrată)
  • Diferenţiere: Accelerație (viteză diferențiată)
  • Interval de frecvență: CC până la 1,5 MHz (în funcție de model)
  • Interval de amplitudine: nm până la mm (interval dinamic extrem de larg)

Avantaje

Fără contact

  • Niciun efect al încărcării masei senzorului
  • Ideal pentru structuri ușoare
  • Măsoară suprafețe rotative (lame, arbori)
  • Fără timp de instalare sau adeziv

Accesibilitate

  • Măsoară puncte inaccesibile senzorilor de contact
  • Măsurare la distanță (la metri distanță)
  • Suprafețe fierbinți, camere de vid, zone periculoase
  • Prin Windows sau porturi optice

Rezoluție spațială

  • Scanează rapid suprafețele
  • Sute de puncte de măsurare în câteva minute
  • Formele de deviere operaționale ușor de captat
  • Sisteme de vibrometrie 3D disponibile

Lățime de bandă largă

  • Răspuns în curent continuu (deplasare reală)
  • Până la frecvențe foarte înalte (MHz posibil)
  • Un singur instrument acoperă întreaga gamă

Limitări

Cost ridicat

  • Sisteme LDV: $20.000-200.000+
  • Nu este rentabil pentru monitorizarea de rutină
  • Justificat pentru aplicații specializate și cercetare

Linia de vizibilitate necesară

  • Trebuie să existe o cale optică către punctul de măsurare
  • Obstrucțiile împiedică măsurarea
  • Probleme cu echipamentele închise

Cerințe de suprafață

  • Ținta trebuie să reflecte lumina laserului
  • Suprafețele lucioase pot necesita tratament (bandă retroreflectorizantă, vopsire în câmp electrostatic)
  • Materiale transparente dificile

Sensibilitate la mediu

  • Curenții de aer afectează fasciculul
  • Praful, ceața de ulei împrăștie lumina
  • Vibrația LDV în sine afectează măsurarea
  • Gradienții de temperatură provoacă deviația fasciculului

Aplicații

Măsurarea componentelor rotative

  • Vibrațiile palelor în turbine, ventilatoare, compresoare
  • Frecvența și deformarea individuale a palelor
  • Vibrațiile torsionale ale arborilor
  • Vibrația dinților angrenajului

Testarea structurilor ușoare

  • Plăci electronice, dispozitive MEMS
  • Panouri și membrane subțiri
  • Unde masa senzorului ar afecta rezultatele

Analiză modală

  • Măsurători ale formei de deformare în funcționare (ODS)
  • Determinarea formei modului
  • Studii spațiale rapide (sute de puncte)
  • Reprezentări animate ale mișcării structurale

Medii speciale

  • Temperatură ridicată (de la distanță)
  • Camere de vid (prin ferestre)
  • Camere sterile (fără contaminare de la senzori)
  • Zone periculoase (măsurare de la o distanță sigură)

Tipuri de vibrometre laser

LDV într-un singur punct

  • Măsoară o singură locație odată
  • Scanare manuală sau motorizată
  • Cel mai comun și economic

Scanarea LDV

  • Sistemul de oglinzi scanează rapid laserul pe suprafață
  • Măsurarea secvențială a mai multor puncte
  • Măsurători automate de ODS

3D LDV

  • Trei fascicule laser din unghiuri diferite
  • Rezolvă vibrațiile în componentele X, Y, Z
  • Caracterizare completă a mișcării 3D
  • Cel mai scump

LDV rotativ

  • Specializat pentru măsurarea suprafețelor rotative
  • Urmărește un punct specific la rotație
  • Măsurarea vibrațiilor torsionale

Cele mai bune practici de măsurare

Înființat

  • Montare rigidă a LDV (trepied sau stativ)
  • Aliniere perpendiculară la suprafață (măsurarea mișcării spre/depărtare de LDV)
  • Distanța optimă (de obicei 0,3-5 metri)
  • Minimizarea perturbărilor de mediu

Suprafața țintă

  • Suprafață curată, cu reflexie optică optimă
  • Banda retroreflectorizantă îmbunătățește semnalul pentru suprafețele dificile
  • Evitați reflexia speculară (asemănătoare oglinzii)
  • Acoperire ușoară a suprafeței, dacă este necesar

Comparație cu senzorii de contact

Caracteristică Senzori de contact Vibrometrie laser
Încărcare în masă Poate afecta rezultatele Zero (fără contact)
Instalare Montare necesară Punct și măsură
Suprafețe rotative Dificil/imposibil Simplu
Cost Scăzut ($100-5000) Ridicat ($20k-200k+)
Monitorizare de rutină Ideal Nu este practic
Cercetare/Special Limitat Excelent

Vibrometria cu laser oferă capacități unice de măsurare a vibrațiilor fără contact, permițând măsurători imposibile cu senzorii de contact tradiționali. Deși costul și complexitatea limitează utilizarea de rutină, vibrometrele cu laser sunt instrumente de cercetare neprețuite și instrumente specializate de depanare pentru analiza componentelor rotative, testarea structurilor ușoare și studii rapide ale vibrațiilor spațiale în aplicații avansate de diagnosticare a mașinilor și dinamică structurală.

← Înapoi la indexul principal

Categorii:
WhatsApp