Lazer Vibrometrisini Anlamak
Tanım: Lazer Vibrometrisi Nedir?
Lazer vibrometrisi ölçüm için temassız bir optik tekniktir titreşim hız ve yer değiştirme Titreşen yüzeylerden yansıyan lazer ışığının Doppler kaymasını kullanarak. Bir lazer Doppler vibrometresi (LDV), ölçüm noktasına bir lazer ışını yönlendirir ve yüzey hareket ettikçe, yansıyan ışığın frekansı yüzey hızıyla orantılı olarak değişir. Bu frekans kaymasını interferometrik olarak tespit eden LDV, optik erişilebilirliğin ötesinde herhangi bir fiziksel temas, kütle yüklemesi veya yüzey hazırlığı olmadan titreşimi ölçer.
Lazer vibrometresi, temaslı sensörlerle imkansız veya pratik olmayan ölçümleri mümkün kılar: dönen bileşenler, hafif yapılar (sensör kütlesinin sonuçları etkilediği yerler), erişilemeyen yerler, sıcak yüzeyler ve geniş alanlarda hızlı mekansal araştırmalar. Pahalı olsalar da lazer vibrometreler, ileri düzey uygulamalar için paha biçilmez araştırma ve sorun giderme araçlarıdır. modal analiz ve uzmanlaşmış uygulamalar.
Çalışma Prensibi
Lazer Doppler Etkisi
- Lazer Emisyonu: Tutarlı lazer ışını (tipik olarak He-Ne kırmızı lazer, 633 nm)
- Işın Bölme: Ölçüm ışını (hedefe) ve referans ışını olarak ikiye ayrılır
- Refleks: Ölçüm ışını titreşen yüzeyden yansır
- Doppler Kayması: Yansıyan ışık frekansı yüzey hızıyla değişti
- Parazit yapmak: Referans ışınla yeniden birleştirilen yansıyan ışın
- Tespit: Girişimden kaynaklanan vuruş frekansı = Doppler kayması
- Demodülasyon: Doppler frekansı yüzey hızına orantılıdır
Ölçülen Parametreler
- Öncelik: Hız (Doppler kaymasından doğrudan)
- Entegrasyon: Yer değiştirme (entegre hız)
- Farklılaşma: İvme (hızı ayırt edin)
- Frekans Aralığı: DC ila 1,5 MHz (modele bağlı olarak)
- Genlik Aralığı: nm ila mm (son derece geniş dinamik aralık)
Avantajları
Temassız
- Sensör kütle yükleme etkisi yok
- Hafif yapılar için idealdir
- Dönen yüzeyleri (bıçaklar, miller) ölçer
- Kurulum süresi veya yapıştırıcı yok
Erişilebilirlik
- Temas sensörlerinin erişemediği noktaları ölçer
- Uzaktan ölçüm (metrelerce uzaklıkta)
- Sıcak yüzeyler, vakum odaları, tehlikeli alanlar
- Pencereler veya optik portlar aracılığıyla
Mekansal Çözünürlük
- Yüzeyleri hızla tarayın
- Dakikalar içinde yüzlerce ölçüm noktası
- İşletme sapma şekilleri kolayca yakalanır
- 3D vibrometri sistemleri mevcuttur
Geniş Bant Genişliği
- DC tepkisi (gerçek yer değiştirme)
- Çok yüksek frekanslara (MHz mümkün)
- Tek bir enstrüman tüm aralığı kapsar
Sınırlamalar
Yüksek Maliyet
- LDV sistemleri: $20.000-200.000+
- Rutin izleme için maliyet açısından etkili değil
- Uzmanlaşmış uygulamalar ve araştırmalar için haklı çıkarılmıştır
Görüş Hattı Gerekli
- Ölçüm noktasına optik yol olmalıdır
- Engeller ölçümü engelliyor
- Kapalı ekipman sorunlu
Yüzey Gereksinimleri
- Hedef lazer ışığını yansıtmalıdır
- Parlak yüzeyler işlem gerektirebilir (retroreflektif bant, toz boya)
- Şeffaf malzemeler zor
Çevresel Duyarlılık
- Hava akımları kirişi etkiler
- Toz, yağ sisi ışığı dağıtır
- LDV'nin titreşimi ölçümü etkiler
- Sıcaklık gradyanları ışın sapmalarına neden olur
Uygulamalar
Dönen Bileşen Ölçümü
- Türbinlerde, fanlarda, kompresörlerde kanat titreşimi
- Bireysel bıçak frekansı ve sapması
- Mil burulma titreşimi
- Dişli diş titreşimi
Hafif Yapı Testi
- Elektronik kartlar, MEMS cihazları
- İnce paneller ve membranlar
- Sensör kütlesinin sonuçları nasıl etkileyeceği
Modal Analiz
- Çalışma sapma şekli (ODS) ölçümleri
- Mod şekli belirleme
- Hızlı mekansal araştırmalar (yüzlerce nokta)
- Yapısal hareketin animasyonlu gösterimleri
Özel Ortamlar
- Yüksek sıcaklık (uzaktan)
- Vakum odaları (pencerelerden)
- Temiz odalar (sensörlerden kaynaklanan kirlenme yok)
- Tehlikeli alanlar (güvenli mesafeden ölçüm)
Lazer Vibrometre Çeşitleri
Tek Nokta LDV
- Tek seferde tek bir konumu ölçer
- Manuel veya motorlu tarama
- En yaygın ve ekonomik
LDV taraması
- Ayna sistemi lazeri yüzey boyunca hızla tarar
- Birçok noktanın sıralı ölçümü
- Otomatik ODS ölçümleri
3D LDV
- Farklı açılardan üç lazer ışını
- Titreşimi X, Y, Z bileşenlerine ayırır
- Tam 3B hareket karakterizasyonu
- En pahalı
Döner LDV
- Dönen yüzeylerin ölçümü için özel olarak tasarlanmıştır
- Dönüşte belirli bir noktayı izler
- Burulma titreşimi ölçümü
Ölçüm En İyi Uygulamaları
Kurmak
- LDV'nin (üçayak veya stand) sabit montajı
- Yüzeye dik hizalama (LDV'ye doğru/LDV'den uzağa doğru hareketi ölçün)
- Optimum mesafe (genellikle 0,3-5 metre)
- Çevresel rahatsızlıkları en aza indirin
Hedef Yüzey
- Temiz, optik olarak yansıtıcı yüzey en iyisidir
- Geri yansıtıcı bant, zorlu yüzeylerde sinyali güçlendirir
- Ayna benzeri yansımayı önleyin
- Gerekirse hafif yüzey kaplaması
Temas Sensörleriyle Karşılaştırma
| Özellik | Temas Sensörleri | Lazer Vibrometrisi |
|---|---|---|
| Toplu Yükleme | Sonuçları etkileyebilir | Sıfır (temassız) |
| Kurulum | Montaj gerekli | Nokta ve ölçü |
| Dönen Yüzeyler | Zor/imkansız | Açık ve net |
| Maliyet | Düşük ($100-5000) | Yüksek ($20k-200k+) |
| Rutin İzleme | İdeal | Pratik değil |
| Araştırma/Özel | Sınırlı | Harika |
Lazer vibrometresi, geleneksel temaslı sensörlerle mümkün olmayan ölçümleri mümkün kılan benzersiz temassız titreşim ölçüm yetenekleri sunar. Maliyet ve karmaşıklık rutin kullanımı sınırlasa da, lazer vibrometreler, gelişmiş makine teşhis ve yapı dinamikleri uygulamalarında dönen bileşen analizi, hafif yapı testi ve hızlı mekansal titreşim araştırmaları için paha biçilmez araştırma ve özel sorun giderme araçlarıdır.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 