Лазерная допплеровская виброметрия непрерывного сканирования
Лазерная доплеровская виброметрия с непрерывным сканированием ( CSLDV ) — это метод использования лазерного доплеровского виброметра (LDV), при котором лазерный луч проходит по поверхности испытуемого, чтобы зафиксировать движение поверхности во многих точках одновременно. Это отличается от сканирующей лазерной виброметрии (SLDV), при которой лазерный луч удерживается в фиксированной точке во время каждого измерения и быстро перемещается в новое положение перед выполнением следующего измерения.
Преимущества и недостатки
[ редактировать ]CSLDV может позволить регистрировать формы колебаний конструкции с высоким разрешением гораздо быстрее, чем это было бы возможно с помощью SLDV. Аллен и Срачич [ 1 ] покажите результаты, в которых измерения были получены с помощью CSLDV за сотую часть времени, которое потребовалось бы для LDV. Аллен и Агилар [ 2 ] предположил, что дополнительные детали, доступные из CSLDV, могут предоставить важную информацию при проверке структурных динамических моделей. CSLDV также делает тестирование молотком с инструментами практичным с помощью LDV, и некоторые предполагают, что CSLDV может быть полезен в тех случаях, когда невозможно воссоздать входные силы, такие как взрывные нагрузки.
Основным недостатком CSLDV является дополнительный лазерный спекл-шум , который возникает, если лазерное пятно сканирует структуру слишком быстро. Спекл-шум вызван микромасштабными неровностями поверхности, которые изменяют характер интенсивности лазерного света, принимаемого LDV при сканировании поверхности. Аналогичные проблемы возникают при применении ЛДВ на вращающихся валах, например коленчатых. Спекл-шум трудно предсказать, он зависит от свойств поверхности, геометрии конструкции и положения ЛДВ, [ 3 ] поэтому необходимы дальнейшие исследования, чтобы установить пределы CSLDV.
История
[ редактировать ]Шрирам и др. [ 4 ] кажется, были первыми, кто опубликовал информацию о CSLDV, хотя изучали его всего несколько лет и прекратили исследования. Большинство последующих достижений в этой области было достигнуто благодаря группе в Имперском колледже в Лондоне. Стэнбриджа, Юинса, Мартарелли и Ди Майо [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] который ввел термин «CSLDV».
Исследовательская группа Аллена из Университета Висконсин-Мэдисон начала работу в этой области в 2006 году и опубликовала первый алгоритм CSLDV, предназначенный только для вывода. [ 9 ] и распространили методологию гармонической передаточной функции Уэрли и Холла на измерения CSLDV. [ 10 ]
Приложение
[ редактировать ]Исследовательская группа Чжу в Университете Мэриленда, округ Балтимор, применила CSLDV для обнаружения структурных повреждений и разработала методологию идентификации повреждений для лучей, в которой используются методы демодуляции и полиномиальные методы. [ 11 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Аллен, MS; Срачич, М.В. (2010). «Новый метод обработки измерений лазерного доплеровского виброметра непрерывного сканирования с ударным возбуждением». Механические системы и обработка сигналов . 24 (3): 721–735. Бибкод : 2010MSSP...24..721A . дои : 10.1016/j.ymssp.2009.11.004 .
- ^ М. С. Аллен и Д. М. Агилар, «Проверка модели балки с болтовым креплением с использованием пространственно детализированных форм колебаний, измеренных с помощью лазерной доплеровской виброметрии с непрерывным сканированием», на 50-й конференции AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC «Структуры, структурная динамика и материалы» в Палм-Спрингс , Калифорния, 2009.
- ^ Ротберг, С. (2006). «Численное моделирование спекл-шума в лазерной виброметрии» . Прикладная оптика . 45 (19): 4523–33. Бибкод : 2006ApOpt..45.4523R . дои : 10.1364/ao.45.004523 . ПМИД 16799660 .
- ^ Шрирам, П.; Крейг, Дж.И.; Ханагуд, С. (1990). «Сканирующий лазерный доплеровский виброметр для модальных испытаний». Международный журнал аналитического и экспериментального модального анализа . 5 : 155–167. Бибкод : 1990IJAEM...5..155S .
- ^ Стэнбридж, AB; Юинс, диджей (1999). «Модальные испытания с использованием сканирующего лазерного доплеровского виброметра». Механические системы и обработка сигналов . 13 (2): 255–70. Бибкод : 1999MSSP...13..255S . CiteSeerX 10.1.1.18.6355 . дои : 10.1006/mssp.1998.1209 .
- ^ Р. Рибичини, Д. Ди Майо, AB Stanbridge и DJ Ewins, «Испытание на удар с помощью LDV с непрерывным сканированием», на 26-й Международной конференции по модальному анализу (IMAC XXVI), Орландо, Флорида, 2008.
- ^ М. Мартарелли, «Использование установки лазерного сканирования для измерения вибрации», Имперский колледж науки, технологий и медицины. том. Доктор философии, Лондон: Имперский колледж, 2001 г.
- ^ Мартарелли, М.; Эвинс, диджей (2006). «Непрерывная сканирующая лазерная допплеровская виброметрия и возникновение спекл-шума». Механические системы и обработка сигналов . 20 (8): 2277–89. Бибкод : 2006MSSP...20.2277M . дои : 10.1016/j.ymssp.2005.06.003 .
- ^ Ян, С.; Аллен, MS (2012). «Модальный анализ только с выходными данными с использованием лазерной доплеровской виброметрии с непрерывным сканированием и применение к ветряной турбине мощностью 20 кВт» (PDF) . Механические системы и обработка сигналов . 31 : 228–245. Бибкод : 2012MSSP...31..228Y . дои : 10.1016/j.ymssp.2012.04.012 .
- ^ Ян, С.; Аллен, MS (2014). «Гармоническая передаточная функция для измерения поступательной и вращательной скоростей с помощью лазерной доплеровской виброметрии с непрерывным сканированием». Журнал вибрации и акустики . 136 (2): 021025. дои : 10.1115/1.4026350 .
- ^ Чен, Да-Мин; Сюй, Ю.Ф.; Чжу, WD (2016). «Идентификация повреждений балок с использованием системы лазерного доплеровского виброметра непрерывного сканирования» . Журнал вибрации и акустики . 138 (5): 051011. дои : 10.1115/1.4033639 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]Видео по ссылке ниже иллюстрирует процесс и некоторые возможные шаблоны сканирования.