基于激光测振仪的兰姆波离面和面内位移检测

激励模态和频响特性是超声导波传感器性能评估的两个重要指标,而传统的传感器,如压电传感器和电磁声传感器(Electromagnetic acoustic transducer,EMAT)等,受自身带宽和模态选择性的影响,无法有效地实现这两个参数的评估。激光测振仪可以测量结构中弹性波原始的离面和面内位移,且测量不受带宽的限制,因而是进行超声导波传感器激励模态测定和频响特性测量的理想方法之一。采用此种方法对一种周向一致激励兰姆波的EMAT进行测试,结果表明,此传感器在150～210 kHz的范围内能激励产生出单一S0模态兰姆波,在50～150 kHz范围内,A0模态与S0模态共存。利用激光测振仪检测离面和面内位移的方法,是进行传感器评估和兰姆波接收的有效方法,在超声导波的非接触测量、高温波导体检测及弹性波传播3D可视化方面也有广阔的应用前景。

激光测振仪独立线性度的测量不确定度

介绍了用最小二乘法评价外差式激光测振仪信号处理电路线性度指标时测量结果的不确定度分析和评定过程。讨论了影响线性度测量不确定度的几个主要误差来源,包括信号源误差、被校仪器响应误差、被校仪器线性度、标准仪器测量误差等等。给出了减小线性度测量不确定度的主要措施:①环境控制措施,以减少环境带来的不确定度;②选取高精度信号,以减少信号源误差带来的不确定度;③选取高精度标准测量仪器,以减少测量误差带来的不确定度。对一个实例,给出了激光测振仪信号处理电路线性度指标不确定度分析和评定结果。该过程及结论可应用在相应参数的计量校准中。

激光测振仪校准方法研究进展与述评

激光测振仪广泛应用于国防、精密机械制造、汽车等领域,对其校准技术和方法的研究尤为重要.介绍激光测振仪的工作原理,研究分析现有三种校准方法(机械运动信号校准法、调频电信号校准法、调频光信号校准法)的特点和不足.针对调频电信号校准法提出了直接与标准信号对比的方案,降低了对硬件设备的要求,提高了校准准确度和测量范围;针对调频光信号校准法无法溯源的问题,提出外源调频光信号校准法;因而为激光测振仪校准技术的进一步研究提供了方法借鉴.

漫反射式零差正交激光测振仪

漫反射式零差正交激光测振仪是在零差正交激光测振仪的基础上研制的,测量光的传输采用透镜组方式代替传统的直接反射形式,即测量光聚焦在振动物体表面形成漫反射光,通过透镜组汇聚与参考光形成干涉。该测量方法克服了传统零差正交激光测振仪难调整,干涉效果长期稳定差,对实验环境要求高的缺点,在20 Hz^4 k Hz频率范围内实现了0.1%100 m/s2的振动激光绝对法测量。同时相比外差激光测振仪,该方法还具有可降低硬件成本的优点。

外差式激光测振仪上升时间和延迟的测量评价

提出了激光测振仪上升时间和延迟时间的一种测量方法,借助于外调制状态下的FM信号源激励,以数字存储示波器进行同步波形测量,用数字化解调方法解调出FM信号中的阶跃调制波形,最终获得了激光测振仪阶跃响应上升时间以及系统延迟时间的测量结果。同时也获得了FM信号源外调制特性中上升时间和系统延迟时间的测量结果,一组实验结果验证了该方法的正确性和可行性。所述方法可用于激光测振仪上升时间和系统延迟的测量评价,同时也可用于FM信号源上升时间和外调制延迟的测量评价。

激光测振仪在振动标准装置校准中的应用研究

随着激光技术和数字信号处理技术的飞速发展,激光测振仪以其所具有的能实现非接触远距离测量、速度快、精度高、量程大、抗干扰能力强等突出优点,在航天航空、兵器船舶、建筑交通、矿山物探及环境设备实验等领域的高端应用中得到了迅速推广。

激光测振仪直流增益和直流偏移的测量不确定度

介绍了用最小二乘法评价外差式激光测振仪信号处理电路直流增益和直流偏移指标时,测量结果的不确定度分析和评定过程。讨论了影响直流增益测量不确定度的几个主要误差来源,包括信号源误差、被校仪器响应误差、被校仪器直流增益、标准仪器测量误差的影响等等。给出了减小直流增益测量不确定度的主要措施:①环境控制措施,以减少环境带来的不确定度;②选取高精度信号,以减少信号源误差带来的不确定度;③选取高精度标准测量仪器,以减少测量误差带来的不确定度。通过一个实例,给出了激光测振仪信号处理电路直流增益和直流偏移指标不确定度分析和评定结果。该过程及结论可应用在相应参数的计量校准中。

基于面内激光测振仪电动机转速测量

介绍使用面内激光测振仪测量电动机转速原理,该测量系统由光学头、控制箱、数据采集卡和计算机组成,光学头负责采集电动机速度信号,控制箱对信号进行预处理,数据采集卡进行A/D转换,转换后的数据送到计算机由软件Quick SA分析处理得出速度值。在电动机转轴2个不同的位置进行了测量,测量值与理论值接近,说明面内激光测振仪能够实现电动机转速测量。

基于阶跃激励的外差激光测振仪传递函数评价

提出了激光测振仪传递函数的一种测量方法,借助于外调制状态下的FM信号源激励,以数字存储示波器进行同步波形测量,直接获得激光测振仪阶跃响应波形,用数字化解调方法解调出FM信号中的阶跃调制波形,利用该组阶跃激励--响应序列进行系统辨识,获得激光测振仪的传递函数评价结果;一组实验结果验证了该方法的正确性和可行性.所述方法可用于激光测振仪传递函数和频率特性的测量评价,同时,也可用于FM信号源传递函数和频率特性的测量评价.

激光测振仪用于微梁和AFM探针振动测量

激光光纤测振仪将直径小于200μm的激光光斑会聚于Si微悬臂梁和AFM探针上，分别由静电场和PZT进行激振，实现了激光微结构振动特性非接触测量，并给出了测量结果。

基于压电效应的激光测振仪校准理论方法研究

在动态测试与校准领域,激光测振技术已经成为动态测试与校准的重要手段,其性能直接影响测量结果,因此对激光测振仪的校准技术研究显得尤为重要。本文提出了一种基于压电效应的激光测振仪的校准方法,设计以压电梁为敏感元件的测试系统,通过理论分析,建立了压电梁的动力学有限元模型,使用ANSYS软件,施加不同的载荷约束,模拟激光测振仪的振动测量环境,仿真结果显示,压电梁的输出响应快、延迟小,无论是直流偏置还是交流激励,激励信号与仿真压电梁输出的位移信号的相对误差都小于1%,实现压电梁对测量光直接进行频率调制,能够对激光测振仪的动态性能进行标定,并提高校准效率和适用范围,为激光测振仪校准技术的进一步研究提供了方法。

一种新型便携式二维激光测振仪研究

介绍了一种新型便携式二维激光测振仪。该激光测振仪基于激光多普勒效应原理,采用激光自混合技术,能够实现对振动物体二维面内振动测量,具有出色的频率和相位响应,满足高精度和高速测量需求。介绍了该测振仪的工作原理,针对测振仪实际运用过程中两激光束间夹角易变等问题,提出了一种两激光束间夹角的校正方法,并通过大量的实验数据,证明此校正方法的有效性和准确性。

激光测振仪校准装置的设计和应用

针对激光测振仪校准中存在自动化程度低的问题,设计激光测振仪的校准装置。介绍装置的硬件、软件设计,进行校准实验验证,测得实验数据并计算校准装置的不确定度。该装置通过所测量的实际值与理论值比较来校准激光测振仪。装置包含激励源部分、测量仪器部分、通信仪器部分和PC机,其中激励源提供标准振动信号和标准频率信号,测量仪器测得输出电压和波形,以GPIB接口作为通信仪器将PC机与激励源和测量仪器相连,PC机以虚拟仪器软件为开发平台,控制输入标准频率信号,采集和显示输出电压数据和波形结果,实现激光测振仪的自动化校准。实验证明装置性能良好,数据真实可靠,误差低于1%,符合规程要求。

基于激光测振仪的非轴对称超声驻波声场的识别

针对驻波悬浮辐射/反射面之间(谐振腔内)的非轴对称声场,首先通过COMSOL仿真得到第3悬浮模式下声场典型截面上的声压分布。然后,采用Matlab编程将此声压进行Radon变换,得到该截面上各方向的激光测振仪(LDV)速度输出,并将其与实验得到的LDV速度输出进行对比,验证了LDV速度输出与声场声压的对应关系。最后,基于FBP算法并通过Matlab编程将实验中获得的LDV速度输出进行重建,得到该截面的声压分布,对比COMSOL仿真结果,从而验证非轴对称驻波声场的识别效果。

激光测振仪校准技术评述

激光测振仪应用日益广泛,其性能直接影响着测量结果,因此对激光测振仪校准技术的研究具有重要意义。本文对目前的校准技术进行了分类介绍,指出了其中所存在的问题,提出了通过光频调制校准激光测振仪的新方法,分析了其理论上的可行性,为激光测振仪校准技术的研究提供理论指导。

基于激光测振仪分离装置测量方法研究

针对目前采用的高速摄像测量方法存在误差较大与操作困难问题,提出了一种基于激光测振仪的新型测量方法,可以有效提高分离装置试验测量精度,为后续分离装置机构精确设计奠定基础。

基于多普勒激光测振仪的Ⅲ型弯张换能器振动模态分析

为了测量和验证Ⅲ型弯张换能器在工作状态时辐射面的振动情况,采用多普勒激光测振仪对Ⅲ型弯张换能器的振动模态进行了测量,并与有限元软件仿真结果进行了对比。测量得到换能器壳体的一阶振动模态的谐振频率为1729 Hz,换能器一阶振动模态的谐振频率为2 065 Hz,与有限元模态仿真结果吻合较好。研究结果表明,多普勒激光测振仪能较好地对换能器的振动模态进行测量,可用于换能器的辅助设计。

激光测振仪在金属幕墙安全检测中的应用研究

金属幕墙是典型的建筑幕墙结构之一,大量使用在机场、剧院、高层楼宇等建筑结构中。面对于数量庞大、个体差异性大等特点的金属幕墙,传统目视检测法和接触式振动检测法无法实现快速有效检测其安全性的目的。研究首先剖析与金属幕墙安全性相关的振动方差和斜度两种动力学特征参数,同时采用远程激光测振仪(LDV)和常规接触式振动传感设备对深圳机场金属幕墙进行人为松动约束螺母的试验验证,对测试结果进行对比分析。结果表明,非接触式的LDV设备与接触式的振动传感设备测试结果具有良好的一致性,其振动方差和斜度相对误差最大为9.8%;松动金属幕墙约束螺母个数由2个增加至8个时,其安全性降低,其振动方差变化率由0.36增加至4.90,斜度变化率由0.48减小至0.18。结合动力特征参数作为幕墙安全判别的检测指标,非接触式的激光测振技术可作为工程安全快速检测中的有效工具。

低频激光测振仪中等光程问题的研究

介绍了用 1台低频激光测振仪对地震计做水平与垂直振动校准的原理。通过对测振仪光电信号的理论计算 ,得出了要获得最佳信号必须使垂直与水平测量光路保持等光程。据此设计并制出了高性能的低频测振仪 。

三维激光测振仪关键电路校准方法研究及标准装置研制

激光测振仪广泛应用于国防、精密机械制造、汽车等领域,对其校准技术和方法的研究尤为重要。本文对三维激光测振仪关键电路校准方法进行了研究。