了解激光测振法

设备

便携式平衡器和振动分析仪 Balanset-1A

部件

振动传感器。

部件

光学传感器（激光转速计）。

设备

Balanset-4

部件

磁座尺寸-60-kgf。

部件

反射胶带。

设备

Dynamic balancer "Balanset-1A" OEM

定义：什么是激光测振？

激光测振法 是一种用于测量的非接触式光学技术。振动速度和位移利用振动表面反射激光的多普勒频移进行振动测量。激光多普勒测振仪（LDV）将激光束照射到测量点，当表面移动时，反射光的频率会与表面速度成正比地发生偏移。通过干涉法检测这种频率偏移，LDV 无需任何物理接触、质量负载或表面处理（光学可及范围之外），即可测量振动。.

激光测振技术能够测量接触式传感器无法或难以实现的测量：例如旋转部件、轻型结构（传感器质量会影响测量结果）、难以接近的位置、高温表面以及大面积的快速空间测量。虽然价格昂贵，但激光测振仪是先进技术研究和故障排除的宝贵工具。模态分析以及专门的应用。.

工作原理

激光多普勒效应

激光发射： 相干激光束（通常为氦氖红光激光器，633 nm）
分束： 分为测量光束（射向靶）和参考光束。
反射： 测量光束从振动表面反射
多普勒频移： 反射光频率因表面速度而发生偏移
干涉： 反射光束与参考光束重新组合
检测： 干扰产生的拍频 = 多普勒频移
解调： 多普勒频率与表面速度成正比

测量参数

基本的： 速度（直接由多普勒频移得出）
一体化： 位移（速度积分）
差异化： 加速度（速度的微分）
频率范围： 直流至 1.5 MHz（取决于型号）
振幅范围： 纳米到毫米（极宽的动态范围）

优势

非接触式

无传感器质量负载效应
适用于轻型结构
测量旋转表面（叶片、轴）
无需安装时间或粘合剂

无障碍设施

测量接触式传感器无法触及的点
远程测量（距离数米）
高温表面、真空室、危险区域
通过窗口或光端口

空间分辨率

快速扫描表面
几分钟内即可完成数百个测量点。
易于捕捉的运行变形形状
现有三维振动测量系统

宽带

直流响应（真实位移）
频率可达极高（兆赫兹级）
单个仪器涵盖整个范围

限制

高成本

LDV系统：$20,000-200,000+
对于日常监测而言，成本效益不高
适用于特定应用和研究

需要视线范围

必须有通往测量点的光路
障碍物阻碍了测量
封闭式设备有问题

表面需求

目标必须反射激光。
光滑表面可能需要处理（例如使用反光胶带、粉末涂层）。
透明材料难以处理

环境敏感性

气流影响光束
灰尘、油雾会散射光线
激光多普勒测振仪自身的振动会影响测量结果。
温度梯度会导致光束漂移

应用

旋转部件测量

涡轮机、风扇、压缩机的叶片振动
单个叶片的频率和挠度
轴的扭转振动
齿轮振动

轻量化结构测试

电子电路板、MEMS器件
薄板和薄膜
传感器质量会影响结果的地方

模态分析

工作挠曲形状 (ODS) 测量
模态形状确定
快速空间调查（数百个点）
结构运动的动画展示

特殊环境

（远距离观察）高温
真空室（透过窗口）
洁净室（传感器无污染）
危险区域（从安全距离测量）

激光测振仪的类型

单点激光多普勒测速仪

一次只测量一个位置
手动或电动扫描
最常见且经济实惠

扫描LDV

镜面系统快速扫描激光表面
对多个点进行顺序测量
自动ODS测量

3D激光多普勒测速仪

三束来自不同角度的激光束
将振动分解为 X、Y、Z 分量
完整的3D动态特征描述
最贵的

旋转式LDV

专用于测量旋转表面
跟踪旋转中的特定点
扭转振动测量

测量最佳实践

设置

激光多普勒测速仪的刚性安装（三脚架或支架）
与表面垂直对齐（测量朝向/远离激光多普勒测速仪的运动）
最佳距离（通常为0.3-5米）
尽量减少对环境的干扰

目标表面

清洁、光学反射性好的表面最佳
反光胶带增强了难以探测表面上的信号。
避免镜面反射
如有需要，可进行轻微表面涂层处理

与接触式传感器的比较

特征	接触式传感器	激光测振仪
质量载荷	可能会影响结果	零（非接触式）
安装	需要安装	点和测量
旋转表面	困难/不可能	直截了当
成本	低（$100-5000）	高（$20k-200k+）
常规监测	理想的	不切实际
研究/专题	有限的	出色的

激光测振仪具有独特的非接触式振动测量能力，能够进行传统接触式传感器无法实现的测量。虽然成本和复杂性限制了其日常应用，但激光测振仪是旋转部件分析、轻量化结构测试以及先进机械诊断和结构动力学应用中快速空间振动测量的宝贵研究和专业故障排除工具。.

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什么是激光测振术？非接触式光学测量

由 admin 于 10 月 31, 2025 10 月 31, 2025 发布