什么是激光振动系统?

什么是激光振动系统?
什么是激光振动系统?

什么是激光振动系统?
一、激光振动概述
　　激光振动即利用光学普遍的折射、反射效应,以传感器的激光束作为发射光源,对振动着的被测体进行点测、线测（二维测量）或三维测量（轮廓测量）,同时把收集的测量数据经过内置软件的一系列算法处理,得出被测体振动的相关参数的方法.
编辑本段二、激光振动的类别
1、激光多普勒效应振动
　　多普勒信号通常都是从被测物体的散射光中获得的,信噪比低且包含有运动、速度、光源、接收器之间的角度因素,由于这些因素会引入较大的测量误差,对振动特性的计算方法为信号中的每一个差拍波对应一个位移当量值,被测振幅的获得是经过对相邻两个翻转点之间的差拍波的个数进行计数而得到的.该方法的测量不需要干涉仪组件可精密装配,激光多普勒效应测振具有被测速度矢量与多普勒频移呈线性关系,对于任何复杂的物体运动都适合研究的优点.因此激光多普勒是一种高精度动态测量方法,该方法的不利之处在于得不到小于当量值的位移测量分辨率很低,激光光栅多普勒效应的微振动测量系统的提出改变了以上不足.
2、激光散斑振动
　　激光散斑振动测量是利用激光的高相干性,当激光照射到物体粗糙光学表面时,将产生散斑场,该散斑场是被测物体表面信息的载体记录下该散斑场,并利用数字图像处理技术,就能以干涉条纹的形式得出被测信息的等高线,通过条纹判断便能得出振动物体的位移该方法.一般采用多帧干涉图取平均的方法来减少环境扰动的影响,但并不能从根本上解决扰动问题,散斑干涉法适用于对频率已知的振动信号进行测量,从而实现对物体振动特性的分析,该方法的不利之处是精度和测量应用范围有限.
3、激光三角振动
　　激光三角测振是利用几何光学成像原理,将激光器发出的光经发射透镜汇聚于被测物体表面,形成入射光点该光点通过接收透镜汇聚于光电探测器上形成像点,使用对位置敏感的传感器就可接收到这一信息,具真尚有激光位移传感器包括单点测振二维测振三维扫描等当入射光点与该光学结构产生相对入射光轴方向的振动或位移时,引起像光点在感光面上发生位移从而引起光电探测器输出电信号的变化具真尚有传感器科研的多年研究成果证实根据电信号的变化量可求出像点唯一的变化量,即通过信号处理可得到被测目标位移或振动信号.该方法对于振动的测量是非接触形式的.激光三角测振法具有结构简单发展比较成熟等优点,适用于工业现场安装使用.
编辑本段三、激光振动系统
　　激光振动系统一般具有数字化集成一体化结构高精度高响应高防护等级和可同步等高性能.工作温度范围宽,适用于工业环境高精度应用.在计算机上运行附带的传感器软件,提供简单的数据读取、显示以及传感器参数设置功能提供了一个传感器开发库,以DLL形式提供,封装底层串口通讯协议细节,提供简单易用的编程接口,便于开发人员快速进行应用软件的开发.激光振动系统主要组成包括：一维激光位移传感器输出电流信号,经过电流电压转换电路转换为适当的小电压信号.然后经过不同放大倍数的放大电路放大,进行AD转换.单片机控制AD转换,读取各路转换结果,并选择理想放大倍数的转换结果.当被测面的光学特性变化较大时,可以通过调节激光器的输出功率来得到合适的转换结果.PC机与单片机实时通信,显示测量结果以及发送控制信号.
编辑本段四、激光振动的展望
　　激光振动发展前景非常广阔,对于激光振动测量技术的研究工作也是研究人员为之做出不懈努力的工作方向,关于激光振动测量的展望有如下几个方面：
1、测量环境的改善
　　环境是影响系统实现纳米精度的一方面问题,像空气温湿度的变化环境的振动和声学扰动等都会影响测量精度,因此可以采用隔离措施和建立确保稳定环境温度的恒温室的方法来实现纳米测量精度.
2、多技术测量
　　可以考虑采用光机电与计算机技术相结合的方式来进行高精度、实时动态测量、大系统的概念、模糊理论、人机工程学的概念、自适应原则、调频技术、调制技术、反馈原理这一系列相关理论都广泛的应用在现代测量仪器的设计中,促使测量与控制技术成为一个完整的有机整体,鉴于以上广博知识,更需要多知识高技术人才团结协作完成由知识理论到仪器设计的实现.
3、科研创新
　　传统的振动测量方法已经不适用于纳米级振动测量的研究,要解决纳米级振动测量需要寻求新的测量原理和方法,将微观物理和量子物理的最新研究成果应用于测量系统中,以及对现有技术进行创新性应用是可行的,可以应用于生物医学材料检测、航空航天等领域.
编辑本段五、激光振动的意义
　　激光振动与人类的生产生活是息息相关的,目前在材料探伤、机械系统的故障诊断、噪声消除、结构件的动态特性分析及振动的有限元计算结果验证等方面广泛应用.此项测量技术方法促使人类的生产生活质量向着更好更完善的方向发展,随着激光振动测量技术的成熟与完善,高精度、高效率、低成本的测量方案必将实现并走向成熟.
编辑本段六、激光振动的优点
　　方法简单； 　　精度高； 　　高压、腐蚀无影响； 　　能在易燃易爆的环境下可靠运行； 　　抗电磁干扰； 　　动态范围大； 　　非接触式无损测量
编辑本段七、激光振动的典型应用
　　ZLDS100可以实现对电机的振动幅值、频率测量.使用激光进行非接触式测量,记录被测体在振动过程中的运动轨迹,并用最大值减去最小值得到振幅.当振幅超过界定值时,可通过软件设置输出报警信号.采样频率高,能精确还原被测体运动轨迹并通过图像显示出来.传统振动测量仪都会收电机和机械振动带来的影响,而ZLDS100测量系统使用各种滤波器,使测量结果更加稳定准确. 　　用普通振动仪就很难对所需要测量的齿轮进行准确定位和测量,而ZLDS100使用激光射线方式,可以在很大距离范围内测量处在各种位置齿轮,不受距离、空间、湿度的影响.测量的结果可以通过软件数据处理,直接和振动烈度标准、频率标准进行对比判读,大大方便测量工作人员作业.和普通振动测量仪不同,ZLDS100不仅可以测量齿轮的振动程度和频率,还可以测量作业中的齿轮的轮廓,从而检测齿轮的损耗程度,对齿轮性能、安全进行评估,使用软件算法对齿轮耗损程度作出智能判断和报警输出.检测过程不需要拆卸、接触等麻烦工序,大大方便机械检验工作,提高效率.使用ZLDS100所检测出齿轮轮廓线,图像还可以进行在线显示并保存.