Лазерная сканирующая виброметрия
Сканирующий лазерный виброметр или сканирующий лазерный доплеровский виброметр был впервые разработан британской компанией по производству громкоговорителей Celestion примерно в 1979 году. [ 1 ] дальнейшее развитие в 1980-е гг. [ 2 ] и коммерчески представлен компанией Ometron, Ltd примерно в 1986 году. Это инструмент для быстрого бесконтактного измерения и визуализации вибрации. [ 3 ] [ 4 ]
Области их применения включают автомобилестроение , медицину , аэрокосмическую промышленность , микросистемы и информационные технологии , а также контроль качества и производства. Оптимизация вибрации и акустического поведения является важной целью разработки продукции во всех этих областях, поскольку зачастую они входят в число ключевых характеристик, определяющих успех продукции на рынке. Они также широко используются во многих университетах, проводящих фундаментальные и прикладные исследования в таких областях, как структурная динамика , модальный анализ , акустическая оптимизация и неразрушающая оценка .
Принцип работы основан на эффекте Доплера , который возникает при обратном рассеянии света от вибрирующей поверхности. И скорость, и смещение можно определить путем анализа оптических сигналов различными способами. Сканирующий лазерный виброметр объединяет управляемые компьютером сканирующие зеркала X, Y и видеокамеру внутри оптической головки. Лазер сканирует поверхность объекта контроля по точкам, обеспечивая большое количество измерений с очень высоким пространственным разрешением. Эти последовательно измеренные данные о вибрации можно использовать для расчета и визуализации анимированных форм отклонения в соответствующих диапазонах частот на основе анализа частотной области . Альтернативно, данные могут быть получены во временной области , чтобы, например, создать анимацию, показывающую распространение волн через конструкции. В отличие от контактных методов измерения, процесс измерения вибрации не влияет на объект испытаний.
Виброметрия охватывает огромный спектр приложений, таких как исследование микроструктур , движущихся всего на несколько пм на частотах до 2,5 ГГц, вплоть до интенсивной динамики, возникающей в двигателях Формулы 1 со скоростями вибрации, приближающимися к 30 м/с.
3D-сканирующий виброметр объединяет три оптических датчика, которые точно обнаруживают динамическое движение с разных направлений в пространстве, чтобы полностью определить трехмерные векторы движения. Программное обеспечение позволяет отображать каждый отдельный компонент направления X, Y или Z независимо или объединять его в одно представление. Данные можно экспортировать для методом конечных элементов проверки модели в узлах, ранее импортированных из модели для определения сетки сканирования.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Г. Бэнк и Г.Т. Хэтэуэй «Революционный интерферометрический дисплей вибрационного режима» представлено на 66-й конвенции AES, препринт 1658, 1980 г.
- ^ Стоффреген, Б., Фельске, А., «Система сканирующего лазерного доплеровского анализа», Документ SAE №. 850327, 1985 г.
- ^ Чанг, Фу-Куо (1999). Мониторинг структурного состояния: требования и проблемы: материалы 3-го международного семинара по структурному мониторингу здоровья: требования и проблемы, Стэнфордский университет, Стэнфорд, Калифорния, 12-14 сентября 2001 г. ЦРК Пресс. стр. 936–. ISBN 9781566768818 . Проверено 24 мая 2013 г.
- ^ Ригини, Джанкарло К. (8 января 2009 г.). Введение в оптоэлектронные датчики . Всемирная научная. стр. 220–. ISBN 9789812834133 . Проверено 24 мая 2013 г.
- Использование сканирующей лазерной виброметрии для измерения распределения скорости звука на машинах и агрегатах (PDF; 70 КБ), Э. Винклер, Х. Стегер, 8-й форум по обеспечению качества акустики