¿Qué es un sistema de vibración láser?

1. Descripción general de la vibración del láser

La vibración del láser utiliza los efectos universales de refracción y reflexión de la óptica para utilizar el rayo láser del sensor como fuente de luz emisora ​​para realizar mediciones puntuales en el Objeto vibrante, medición de línea (medición bidimensional) o medición tridimensional (medición de contorno), y al mismo tiempo procesa los datos de medición recopilados a través de una serie de algoritmos en el software incorporado para obtener los parámetros relevantes del. vibración del cuerpo medido.

Editar este párrafo 2. Categorías de vibración del láser

1. Vibración del efecto Doppler del láser

Las señales Doppler generalmente provienen del objeto medido. Se obtienen a partir de luz dispersa, la La relación señal-ruido es baja e incluye factores de ángulo entre el movimiento, la velocidad, la fuente de luz y el receptor. Dado que estos factores introducirán grandes errores de medición, el método de cálculo de las características de vibración es el siguiente: La onda de batido corresponde a un desplazamiento equivalente. valor, y la amplitud medida se obtiene contando el número de ondas de batido entre dos puntos de inflexión adyacentes. La medición de este método no requiere componentes de interferómetro y puede ensamblarse con precisión. La medición de vibración por efecto Doppler láser tiene la ventaja de que el vector de velocidad medido tiene una relación lineal con el cambio de frecuencia Doppler y es adecuado para la investigación de cualquier movimiento de objeto complejo. Por lo tanto, el láser Doppler es un método de medición dinámica de alta precisión. La desventaja de este método es que no puede obtener una medición de desplazamiento menor que el valor equivalente y la resolución es muy baja. El sistema de medición de microvibraciones del efecto Doppler de rejilla láser. se propone cambiar.

2. Vibración moteada del láser

La medición de la vibración moteada del láser utiliza la alta coherencia del láser. Cuando el láser irradia la superficie óptica rugosa del objeto, se generará un campo moteado. El campo moteado es el portador de la información de la superficie del objeto medido. Al registrar el campo moteado y utilizar tecnología de procesamiento de imágenes digitales, los contornos de la información medida se pueden obtener en forma de franjas de interferencia y la vibración se puede obtener mediante. Juzgar las franjas. Desplazamiento de un objeto utilizando este método. Generalmente, el método de promediar múltiples fotogramas de interferogramas se utiliza para reducir la influencia de las perturbaciones ambientales, pero no puede resolver fundamentalmente el problema de las perturbaciones. El método de interferometría moteada es adecuado para medir señales de vibración con frecuencias conocidas, a fin de realizar las características de vibración. Analíticamente, la desventaja de este método es la precisión limitada y la gama de aplicaciones de medición.

3. Medición de vibración por triangulación láser

La medición de vibración por triangulación láser utiliza el principio de imágenes de óptica geométrica para enfocar la luz emitida por el láser en la superficie del objeto medido a través de la lente emisora. Para formar el punto de luz incidente, los puntos de luz convergen en el fotodetector a través de la lente receptora para formar un punto de imagen. Esta información se puede recibir mediante un sensor sensible a la posición. En realidad, hay dos sensores de desplazamiento láser que incluyen medición de vibración de un solo punto. -medición de vibración dimensional, escaneo tridimensional, etc. cuando incide Cuando el punto de luz y la estructura óptica vibran o cambian en relación con la dirección del eje óptico incidente, el punto de luz de la imagen se desplazará sobre la superficie fotosensible, provocando cambios en la señal eléctrica de salida del fotodetector. Esto es cierto y ha sido confirmado por años de resultados de investigación en la investigación de sensores. El cambio de la señal eléctrica puede determinar el cambio único del punto de la imagen, es decir, el desplazamiento o la señal de vibración del fotodetector. El objetivo medido se puede obtener mediante el procesamiento de señales. Este método es sin contacto para la medición de vibraciones. El método de medición de vibraciones por triangulación láser tiene las ventajas de una estructura simple y un desarrollo relativamente maduro, y es adecuado para instalación y uso en campos industriales.

Editar este párrafo 3. Sistema de vibración láser

Los sistemas de vibración láser generalmente tienen un alto rendimiento, como una estructura integrada digital, alta precisión, alta respuesta, alto nivel de protección y sincronización. El amplio rango de temperaturas de funcionamiento lo hace adecuado para aplicaciones de alta precisión en entornos industriales. Ejecute el software del sensor adjunto en la computadora para proporcionar funciones simples de lectura de datos, visualización y configuración de parámetros del sensor. Se proporciona una biblioteca de desarrollo de sensores en forma de DLL, que encapsula los detalles del protocolo de comunicación en serie subyacente y proporciona una solución simple y fácil. Interfaz de programación fácil de usar para mayor comodidad. Los desarrolladores desarrollan rápidamente software de aplicación. Los componentes principales del sistema de vibración láser incluyen: el sensor de desplazamiento láser unidimensional genera una señal de corriente, que se convierte en una pequeña señal de voltaje apropiada a través de un circuito de conversión de corriente a voltaje. Luego se amplifica mediante circuitos de amplificación con diferentes factores de amplificación y se convierte en AD. El microcontrolador controla la conversión AD, lee los resultados de la conversión de cada canal y selecciona el resultado de la conversión con el factor de ampliación ideal. Cuando las propiedades ópticas de la superficie medida cambian mucho, se pueden obtener resultados de conversión apropiados ajustando la potencia de salida del láser. La PC se comunica con el microcontrolador en tiempo real, muestra los resultados de la medición y envía señales de control.

Edite este párrafo 4. Perspectivas de la vibración láser

Las perspectivas de desarrollo de la vibración láser son muy amplias, y la investigación sobre la tecnología de medición de la vibración láser es también la dirección que han tomado los investigadores. Con esfuerzos incansables, las perspectivas de la medición de vibraciones por láser incluyen los siguientes aspectos:

1. Mejora del entorno de medición

El entorno es un aspecto que afecta la capacidad del sistema para lograr una precisión nanométrica. , como la temperatura del aire y la humedad. Las vibraciones y las perturbaciones acústicas de los entornos cambiantes afectarán la precisión de la medición. Por lo tanto, se pueden utilizar medidas de aislamiento y el establecimiento de una sala de temperatura constante para garantizar una temperatura ambiente estable para lograr una precisión de medición nanométrica.

2. Medición multitecnología

Podemos considerar el uso de una combinación de tecnología óptica, electromecánica e informática para realizar mediciones dinámicas en tiempo real y de alta precisión, el concepto de gran tamaño. sistemas, teoría difusa y hombre-máquina Una serie de teorías relacionadas, como conceptos de ingeniería, principios adaptativos, tecnología de modulación de frecuencia, tecnología de modulación y principios de retroalimentación, se utilizan ampliamente en el diseño de instrumentos de medición modernos, lo que hace que la tecnología de medición y control sea una tecnología completa. En vista del amplio conocimiento anterior, se necesitan más conocimientos y talentos de alta tecnología para trabajar juntos para completar la implementación desde la teoría del conocimiento hasta el diseño de instrumentos.

3. Innovación en la investigación científica

Los métodos tradicionales de medición de vibraciones ya no son adecuados para la investigación sobre la medición de vibraciones a nanoescala, para resolver la medición de vibraciones a nanoescala, debemos buscar nuevos principios y métodos de medición. y Es factible aplicar los últimos resultados de investigación en microfísica y física cuántica a sistemas de medición, así como aplicaciones innovadoras de tecnologías existentes, y puede aplicarse a pruebas de materiales biomédicos, aeroespaciales y otros campos.

Editar este párrafo 5. La importancia de la vibración del láser

La vibración del láser está estrechamente relacionada con la producción y la vida humana. Actualmente se utiliza en la detección de defectos de materiales, diagnóstico de fallas de sistemas mecánicos. eliminación de ruido y piezas estructurales. Se utiliza ampliamente en el análisis de características dinámicas y la verificación de los resultados de cálculo de elementos finitos de la vibración. Este método de tecnología de medición promueve el desarrollo de la producción humana y la calidad de vida en una dirección mejor y más completa. Con la madurez y mejora de la tecnología de medición de vibraciones láser, seguramente se lograrán soluciones de medición de alta precisión, alta eficiencia y bajo costo. y maduro.

Editar este párrafo 6. Ventajas de la vibración láser

El método es simple; alta precisión; sin impacto de alta presión y corrosión, puede funcionar de manera confiable en ambientes inflamables y explosivos; interferencia electromagnética; amplio rango dinámico; medición no destructiva sin contacto

Edite este párrafo 7. Aplicaciones típicas de la vibración láser

ZLDS100 puede medir la amplitud y frecuencia de la vibración de los motores. Utilice láser para mediciones sin contacto, registre la trayectoria de movimiento del objeto medido durante la vibración y reste el valor mínimo del valor máximo para obtener la amplitud. Cuando la amplitud excede el valor límite, se puede emitir una señal de alarma a través de la configuración del software. La frecuencia de muestreo es alta y la trayectoria de movimiento del objeto medido se puede restaurar y mostrar con precisión a través de imágenes. Los instrumentos de medición de vibraciones tradicionales absorberán la influencia de la vibración mecánica y del motor, mientras que el sistema de medición ZLDS100 utiliza varios filtros para hacer que los resultados de la medición sean más estables y precisos. Es difícil ubicar y medir con precisión los engranajes que deben medirse con vibradores comunes. El ZLDS100 utiliza rayos láser para medir engranajes en varias posiciones en una amplia gama de distancias y no se ve afectado por la distancia, el espacio ni la humedad. Los resultados de la medición pueden procesarse a través de datos de software y compararse e interpretarse directamente con estándares de intensidad de vibración y estándares de frecuencia, lo que facilita enormemente el trabajo del personal de medición. A diferencia de los instrumentos de medición de vibraciones comunes, ZLDS100 no solo puede medir el grado de vibración y la frecuencia de los engranajes, sino también medir el perfil de los engranajes durante la operación, detectando así el grado de desgaste de los engranajes, evaluando el rendimiento y la seguridad de los engranajes y utilizando algoritmos de software para evaluar el grado de desgaste del engranaje. Haga juicios inteligentes y salidas de alarma. El proceso de inspección no requiere procesos problemáticos como el desmontaje y el contacto, lo que facilita enormemente el trabajo de inspección mecánica y mejora la eficiencia. Utilizando el contorno del engranaje detectado por ZLDS100, la imagen también se puede mostrar y guardar en línea.