科普之“激光测振技术”
技术应用典型案例
2021年5月18日,赛格广场大厦出现有感振动,深圳市第一时间启动应急响应,对大厦内人员进行有序疏散,对大厦实行封闭管理,并对周边区域进行必要的交通管制。
而后,专家组临危受命,对桅杆开展专项动力性能测试和分析。采用了多普勒激光测振、振动视频图像识别等技术手段。 结果表明:在稳态且持续一定时间的特定风场条件下,大厦桅杆产生了频率为2.12Hz的第四阶反向位非对称涡激共振,激发了大厦主体结构频率同为2.12Hz的高阶弯扭组合模态,进而引起大厦主体结构有感振动。
怎么解决?桅杆拆除!
科学原理
1842年的一天,奥地利一位名叫多普勒的数学/物理学家经过铁路道口,一列火车从他身旁驰过,他发现火车从远而近时汽笛声变大,但波长变短,而火车从近而远时汽笛声变小,但波长变长。他对这个物理现象感到极大兴趣,并进行了研究。发现这是由于波源与观察者之间存在着相对运动,使观察者听到的波长不同于波源波长的现象。这就是波长移动现象。当波源离观测者 而去时,声波的波长增加,当波源接近观测者时,声波的波长减小。波长的变化同波源与观测者间的相对速度和声速的比值有关 。这一比值越大,改变就越显著,后人把它称为“多普勒效应”
多普勒效应不仅仅适用于机械波,它也适用于所有类型的波,包括电磁波和引力波。科学家爱德文•哈勃(Edwin  Hubble)使用多普勒效应得出宇宙正在膨胀的结论。他发现远离银河系的天体发射的光线频率变低,即移向光谱的红端,称为红移,天体离开银河系的速度越快红移越大。反之,如果天体正移向银河系,则光线会发生蓝移。
技术特点
激光多普勒测振法是目前能够获取最佳位移和速度分辨率的振动测量方法,已被广泛用于基础科学领域。它能实现纳米级、皮米级的振幅分辨率,线性度高,在极高频率范围内仍能确保振幅的一致性。这些特性不受测量距离影响,因此,无论是近距离的显微测试还是超远距离测试,该原理均适用。系统采用激光作为探测手段,完全无附加质量影响,具有非侵入性,从而能够在极小和极轻质的结构上进行测量。

激光多普勒测振仪类型包括单点式、差分式、扫描式、显微式等类型。

激光测振与传统测振对比
在电机&家电自动化生产线上,由于生产现场环境比较复杂,生产线不能停,要求检定速度一定要快 (一般要求2-8秒一台),为解决传统的人工检测及接触式传感器检测带来的诸多不便捷,非接触式激光检测成为自动化检测的首选,激光测振仪可适用于各种材质,如金属,塑料等,测试频率范围宽,精度高等优势,而且非接触式激光检测,不会损坏或弄脏被测物,实现准确、非接触,快速检测,提高生产检测效率。激光非接触式自动化振动检测对电机及家电检测带来的效益:
减员增效;
由人工检测转仪器自动化检测,高效率检测;
激光非接触式检测,实现数字化的精确检测;
适应多种型号产品,柔性北检测;
测试结果可追溯,数据云存储;
应用案例
(工业振动噪声监测)
(电机振动测试)
(电机生产线振动检测与诊断)
(电力智能巡检机器人(振动、声音监测)
(空调生产线振动检测与诊断)
(LDV激光测振仪和多传感融合的智能机器人解决方案)
(手机扁平马达测试)
(微型特种电机振动异音检测)
(焊接铝板应力消除研究)
(散热风扇生产线振动检测)
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