Polytec三维激光测振仪

Polytec三维激光测振仪
Polytec三维激光测振仪

CLV-3D Compact 3-D Laser Vibrometer

For Simultaneous 3-D Measurement of Dynamics

Applications

The unique capabilities of the CLV-3D make it an

ideal tool for numerous applications where three-

dimensional information is desired from a non-con-

tact sensor. It takes the advantages of conventional

1-D laser Doppler vibrometers one step further to

replace tri-axial accelerometers.

Disk Drives

The disk drive industry has achieved amazing im-

provements in performance while simultaneously

slashing cost. Due to market pressures, the demand

for increased performance at reduced cost is inces-

sant. The CLV-3D can make comprehensive measure-

ments for modal analysis of suspensions, E-blocks,

actuator arms and HGA’s. The ability to precisely

quantify the out-of-track effect of an out-of-plane

mode enables disk drive engineers to achieve higher

and higher tracks per inch (TPI) values. With the

integration of the CLV-3D with a 3-D stage driven

scan system, 3-D modal analysis of disk drive com-

ponents becomes a reality that helps increase disk

drive performance.

Piezo Motors, Loudspeakers

A piezo motor utilizes a piezo ceramics cylinder

equipped with electrodes on its circumference.

By applying electrical signals that are phased appro-

priately,the cylinder is deformed. The periodic

deformation will cause a traveling wave that moves

the rotor which can be studied with the CLV-3D

system. 3-D Vibrometers are also indispensable tools

for loudspeaker design. More info:https://www.360docs.net/doc/1b4262833.html,/

acoustics

Automotive

With many advantages over contact transducers,

laser vibrometry is quickly revolutionizing design

development and experimental modal analysis

in the automotive industry.It can be extended to

the most difficult measurement tasks, such as

red-hot surfaces or squealing brakes. More info:

https://www.360docs.net/doc/1b4262833.html,/automotive.

For more information about vibrometer

applications please contact your local

Polytec sales engineer or visit our website

https://www.360docs.net/doc/1b4262833.html,/application

3-D Vibration Measurements

Convenient Measurements

with Zero Mass Loading

Using the CLV-3D, engineers can now make simple, non-contact measurements of all three vibration vector components simultaneously. Single-axis laser vibrometer users will especially appreciate the con-venience of no longer having to make three separate measurements and then manually calculating v x,v y and v z.In addition, users of tri-axial accelerometers will be pleased to finally make 3-axis measurements with no contact and zero mass loading. The meas-urement spot diameter of only 80 μm is much smaller than any accelerometer footprint and allows measurement even on miniature components. There-by all three dimensional components of a high fre-quency vibration can be measured simultaneously with a bandwidth of 250 kHz.Key Features

n Simultaneous measurement of 3 orthogonal vibration velocity components

n Zero mass loading

n Geometry calculation module generates true v x,v y and v z analog outputs in real time for velocities up to 1.25 m/s

n Two frequency ranges: 0.5 Hz to 50 kHz and 0.5 Hz to 250 kHz

n High sensitivity requires little or no reflectivity enhancement

n Three velocity ranges for high resolution

n Two different stand-off distances available

n Compact, ruggedized sensor head

n Optional motorized test stand

Polytec’s CLV-3D non-contact vibration sensor simultaneously measures all three linear velocity components at a single point on a vibrating structure. The individual vibration components are available as analog outputs. The CLV-3D’s wide dynamic range, excellent bandwidth and low noise enable its use in many advanced applications.

The CLV-3D System

Optical Sensor

The CLV-3D Optical Sensor Head contains the opti-cal components of three independent laser Doppler vibrometers. Each output laser beam is inclined at a 12°angle (f = 160 mm lens version) with respect to the surface, but pointing onto the measurement location from three different directions separated by 120°in the output plane. A 12°angle is small enough to allow the sensors to collect enough back-scattered light to make a high-quality measurement,but still large enough for good sensitivity to the in-plane vibration components. Furthermore, the narrow cone angle allows the beams to pass through small holes or windows in wind tunnels or environ-mental test chambers. For even narrower cone angle applications, a 310 mm focal length front lens may be fitted in combination with a 310 mm version of the geometry module.

The system comprises a three-channel CLV Compact Laser Vibrometer Controller Unit coupled to a CLV-3D Optical Sensor Head containing three independent CLV optical systems, all focused to the same measurement point 160 mm (or 310 mm) from the front lens.

Technical Data

*Resolution is defined as the signal amplitude (rms) at which the signal-to-noise ratio is 0 dB in a 10 Hz spectral resolution bandwidth (RBW), measured with 3M? Scotchlite? tape (reflective film).

Signal Outputs

The CLV-3D provides separate analog outputs for the vibration velocity along the three laser beams v L ,v R and v T .These outputs can be used to calculate the Cartesian velocity components v x ,v y and v z .For external software calculations, these raw outputs are connected to a three channel data acquisition board and processed by a computer. A better choice is Polytec’s internal geometry calculation module where the Cartesian velocity components v x ,v y and v z are provided as three separate, real-time, analog outputs. With a “perfect” surface such as 3M?Scotchlite? retro-reflective tape, v x and v y have a noise floor of better than 1 μm/s measured in a 10Hz resolution bandwidth. v z is better than 0.5 μm/s.

Hardware

The controller unit is divided into upper and lower sections. The lower section contains three CLV laser modules plus the master power supply module. The upper section comprises a 3-channel vibrometer sig-nal processor, which generates the three analog velo-city outputs v x ,v y and v z in addition to the “raw”outputs v L ,v R and v T .Doppler signal demodulation is performed by a combination of three input mod-ules and three velocity decoding modules selected according to the bandwidth demanded by the appli-cation. Additionally, the user can choose from three different velocity ranges. An LED bar on each input module provides immediate feedback on the signal level and allows for an effective monitoring of the signal quality.

A single monitor module conditions the raw Doppler signals from the three laser beams and outputs v L ,v R and v T .The single geometry module performs an analog coordinate transform and outputs the true v x ,v y and v z components. A switchable 10 Hz high-pass filter is provided for cutting off low-frequency vibrations.

T e c h n i c a l s p e c i f i c a t i o n s a r e s u b j e c t t o c h a n g e w i t h o u t n o t i c e .O M _B R _C L V -3D _2010_08_500_E

VIB-A-600 ODS Extension

turns your CLV-3D into a comprehensive test station which facilitates the acquisition of 3-D operational deflection shapes (ODS) on small structures via 3-axis scanning unit.

Accessories

Technical Data

IEC/EN 60825-1 (CFR 1040.10, CFR 1040.11)

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CLV-Z-018 Vertical Test Stand

for positioning the CLV-3D Optical Sensor Head in the Z-direction. The test stand can be used with both 160 mm and 310 mm focal length lenses and has three different speed ranges for precise positioning.

测振仪原理及使用方法

测振仪原理及使用方法 测振仪 测振仪也叫测震表振动分析仪或者测震笔,是利用石英晶体和人工极化陶瓷(PZT)的压电效应设计而成。当石英晶体或人工极化陶瓷受到机械应力作用时,其表面就产生电荷。采用压电式加速度传感器,把振动信号转换成电信号,通过对输入信号的处理分析,显示出振动的加速度、速度、位移值,并可用打印机打印出相应的测量值。本仪器的技术性能符合国际标准ISO2954及中国国国家标准GB/T13824中,对于振动烈度测量仪和GB13823.3中,正弦激励法振动标准的要求。它广泛地被应用于机械制造、电力、冶车辆等领域。 测振仪-测振原理 在的测振仪一般都采用压电式的,结构形式大致有二种:①压缩式;②剪切式,测振仪原理是利用石英晶体和人工极化陶瓷(PZT)的压电效应设计而成。当石英晶体或人工极化陶瓷受到机械应力作用时,其表面就产生电荷,所形成的电荷密度的大小与所施加的机械应力的大小成严格的线性关系。同时,所受的机械应力在敏感质量一定的情况下与加速度值成正比。在一定的条件下,压电晶体受力后产生的电荷与所感受的加速度值成正比。 产生的电荷经过电荷放大器及其它运算处理后输出就是我们所需要的数据了Q=dij·F=dij·ma式中:Q-压电晶体输出的电荷,dij-压电晶体的二阶压电张量,m-加速度的敏感质量,a-所受的振动加速度值。测振仪压电加速度计承受单位振动加速度值输出电荷量的多少,称其电荷灵敏度,单位为pC/ms-2或pC/g(1g=9.8ms-2)。测振仪压电加速度计实质上相当于一个电荷源和一只电容器,通过等效电路简化以后,则可换算出加速度计的电压灵敏度为Sv=SQ/CaSv-,加速度计的电压灵敏度,mV/ms-2SQ-加速度计的电荷灵敏度,pC/ms-2Ca-加速度计的电容量测振仪压电式速度传感器,它是通过在压电式加速度传感器上加一个积分电路,通过将加速度信号积一次分,可以得到振动的速度值! 测振仪-主要功能 1.配有打印,可打印测量值; 2.具有存储功能:可存10个测量值。 3.具有欠电压指示功能; 4.具有日期设置功能。 测振仪-主要特点

激光干涉原理在振动测量中的应用讲解

激光干涉原理在振动测量中的应用 激光干涉原理在振动测量中的应用0 引言振动量值的计量是计量科学中一个非常重要的方面。在现实中,描述振动特性的最常用的量值是位移、速度、加速度。常用的测振技术是接触式测量。在测量物体上安装加速度传感器,利用加速度传感器的电荷输出信号实现加速度-速度-位移的相关测量。如果测量较小物体的振动,附加的传感器质量往往影响被测物体的振动,从而产生测量误差;而且一些工作场合因被测物体表面影响或是测量条件的限制往往 激光干涉原理在振动测量中的应用 0 引言 振动量值的计量是计量科学中一个非常重要的方面。在现实中,描述振动特性的最常用的量值是位移、速度、加速度。常用的测振技术是接触式测量。在测量物体上安装加速度传感器,利用加速度传感器的电荷输出信号实现加速度-速度-位移的相关测量。如果测量较小物体的振动,附加的传感器质量往往影响被测物体的振动,从而产生测量误差;而且一些工作场合因被测物体表面影响或是测量条件的限制往往不允许在被测物体表面安装测振传感器。因此设计和开发新型的非接触式、高精度、实时性的测振技术一直是工程科学和技术领域中的重要任务。 由于激光的方向性、单色性和相干性好等特性,使激光测量技术广泛应用于各种军事目标的测量和精密民用测量中,尤其是在测量各种微弱振动、目标运动的速度及其微小的变化等方面。 1 激光干涉测振原理 激光干涉测振技术是以激光干涉原理为基础进行测试的一门技术,测试灵敏度和准确度高,绝大部分都是非接触式的。激光干涉原理如图1所示。 光源S处发出的频率为f、波长为λ的激光束一部分投射到记录介质H(比如全息干板)上,光波的复振幅记为E1,另一部分经物体O表面反射后投射到记录介质H上,光波的复振幅记为E2。其中: 式中:A1和A2分别为光波的振幅;σ1和σ2分别是光波的位相;当E1和E2满足相干条件时,其光波的合成复振幅E为: 光强分布I为: 式(4)的四项中前三项均为高频分量,只有第四项为低频分量,且与物体表面的状态有关。第四项的含义是σ2代表的物体表面与σ1代表的参考面之间的相对变化量。因此通过处理和分析物体表面与参考在变形前后的位相变化、光强变化等,从而得到被测物体振动速度、位移等关系式。

激光多普勒测速实验报告

.\ 研究生专业实验报告 实验项目名称: LDV激光多普勒测速实验 学号: 20141002042 姓名:张薇 指导教师:唐经文 动力工程学院

.\ LDV激光多普勒测速实验 一、实验目的 应用激光测量流体的流速,是六十年代迅速发展起来的一种新的测速方法。它和过去应用的传统的测速仪器,如皮托管、旋浆式流速仪、热线式风速仪等相比,有如下几个主要优点:无接触测量,不干扰流场;测速范围广(4秒 米 10 104 5- ?-);空间分辨率高;动态响应快。特别是对高速流体、恶性(如:酸性、碱性、高温等)流体、狭窄流场、湍流、紊流边界层等的测量方面,显示出传统方法无法比拟的优点。 本实验要求在熟悉激光测速光学系统和信号处理基本原理的基础上,应用实验室的频移型二维激光测速仪测量一个具有分离、再附、旋涡和高湍流度的复杂流场,了解这种流场中平均速度、速度直方图、湍流度和雷诺应力等湍流参数在主流区、回流区、剪切层和边界层等区域的不同特征,以及激光测速在测量复杂湍流流动方面的功能和优点有着重要的实验意义。 二、实验设备 图1:激光多普勒测速仪 图2:实验模型结构尺寸

图3:实验系统图 三、实验原理和方法 激光多普勒测速仪,英文缩写是流体流速测量的光学方法之一,是利用光学多普勒效应。即当激光照射运动着的流体时,激光被跟随流体运动的粒子所散射,散射光的频率将发生变化,它和入射激光的频率之差称为多普勒频差或多普勒拍频。这个频差正比于流速,所以测出多普勒频差,就测得了流体的速度。 实际接收到的多普勒信号,是包含有各种各样噪声的信号。例如光电倍增管带来的信号散粒噪声,暗电流散粒噪声,背景光噪声,热噪声,以及其他测量仪器带来的噪声等。同时,多普勒信号还是一个调制信号,由于各种原因,使多普勒频带加宽。例如,振幅调制,散射粒子受布朗运动影响,散射粒子通过探测体积所需要的渡越时间,多粒子进入探测体积初位相的不同,激光束的角扩散及速度梯度等原因,都会引起多普勒频带的加宽。为了尽量减小噪声和带宽,以及从具有一定的噪声和带宽的信号中,取出反映流速的“有用”信号,必须选择合适的信号处理装置,对多普勒信号进行处理。 一种信号处理装置,是利用高分辨率的法布里-珀罗干涉仪,直接跟踪光学信号。此种干涉仪调整比较简单,在大散射角工作时空间分辨率较高,但在测低速 厘米。另一种信号处理装置是频谱分析时受到限制,一般能测的下限速度为25秒 仪,它实际上是通过调谐窄带滤波器,把信号用示波器器显示出来,其中心频率在频谱范围内缓慢地扫描。由于使用滤波器,在任一瞬间时只能观察到全部信号的很少一部分,浪费了有用的信息和时间。进来信号处理装置都采用能跟踪可变频率的振荡器,称为自动跟踪可变频率跟踪器,简称频率跟踪器。 四、实验内容 在熟悉激光测速光学系统和信号处理基本原理的基础上,应用频移型二维激光测速仪测量复杂流场的速度。

VIB05测振仪原理与使用方法

历史上设备维修制度经历了“事后维修”、“预防维修”、“计划预防检修”等多种方式,最具代表性的是失效后修理和制定定期的大、中、小修计划。这些方式的共同点在于不是以设备实际存在的隐患为依据的,因而不可避免存在盲目拆卸,维修不足和人力、财力的浪费或机器停运造成经济损失等缺点,维修缺乏科学性。随着科学技术的不断提高,设备(或零部件)的状态检测仪器和手段得到了很大发展。人们发现,通过检测仪器对设备的运行情况进行诊断,确定设备存在的早期故障及原因,有针对地制定维修计划是行之有效的,它从很大程度上弥补了以上缺点。据统计结果表明,在机械行业中,尤其是旋转机械的状态检测,使用最多的故障诊断仪器是测振仪。 在我公司成立之初就很重视设备状态监测和故障诊断技术的应用,为各生产车间配备了测振仪。我们一直以来用的都是祺迈KM的VIB05测振仪,它是一款集振动测量、轴承状态检测与红外测温3大功能于一体的多功能振动和轴承状态检测仪,一般用于现场设备维修人员进行设备状态监测。仪器内置自动报警系统,当发现设备振动超标时,可进一步使用精密测量如振动分析仪进行故障诊断,也可结合个人经验直接进行设备故障诊断。 测振仪的操作步骤: 使用VIB05测振仪进行设备诊断可分为三个环节:准备工作、诊断实施和决策验证,这三个环节可归纳为以下六个步骤。 1.了解测量对象。在测量设备状态之前应该充分了解诊断对象的结构参数、运行参数和设备本身的状况等。 2.确定测量方案。包括下列内容: (1)测点的选择。应满足下列要求:①测点要尽可能靠近振源,对振动反应敏感,减少信号在传递途中的能量损失。②有足够空间放置传感器。③符合安全操作要求,由于现场振动测量是在设备运转状态下进行,所以必须保证人身和设备的安全。此外,VIB05相较于其他的测振仪,最有特色的就是多出了轴承状态检测的功能,这点很重要。因为,轴承是设备的关键,也是监测振动的理想部位,转子上的振动直接作用在轴承上,并通过轴承把机器与基础连接成一个整体,轴承部位的振动信号体现了设备基础的振动状况。最后,设备的地脚、机壳、进出口管道、基础等部位也是测量振动的常设测点。

激光振动测试仪在振动测试教学中的应用

Advances in Education教育进展, 2019, 9(6), 650-659 Published Online November 2019 in Hans. https://www.360docs.net/doc/1b4262833.html,/journal/ae https://https://www.360docs.net/doc/1b4262833.html,/10.12677/ae.2019.96106 Application of Laser Vibration Instrument in Vibration Test Teaching Shuyong Liu1, Yongbao Liu1, Jinfang Lu2, Kai Chai3*, Pan Su1 1College of Power Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan Hubei 2College of Civil Engineering, Hunan University, Changsha Hunan 3College of Naval Architecture and Ocean, Naval University of Engineering, Wuhan Hubei Received: Oct. 3rd, 2019; accepted: Oct. 17th, 2019; published: Oct. 24th, 2019 Abstract The application of a novel laser vibration tester in vibration monitoring experimental teaching is discussed. Firstly, the main characteristics and use occasions of the instrument are analyzed. Se-condly, the experimental bench and experimental steps are designed. Thirdly, the different para-meters under the condition of the test results are compared. Then, the time domain curve and the frequency domain characteristic curve of the vibrating body are obtained. Finally, the factors af-fecting the test results and the precautions are discussed, which lays a foundation for the applica-tion of laser vibration tester in engineering practice. Keywords Laser Vibration Instrument, Vibration Monitoring, Experimental Teaching 激光振动测试仪在振动测试教学中的应用 刘树勇1,刘永葆1,卢锦芳2,柴凯3*,苏攀1 1海军工程大学,动力工程学院,湖北武汉 2湖南大学,土木工程学院,湖南长沙 3海军工程大学,舰船与海洋学院,湖北武汉 收稿日期:2019年10月3日;录用日期:2019年10月17日;发布日期:2019年10月24日 *通讯作者。

L20爆破测振仪使用手册

L20智能记录型爆破测振仪 ——操作手册2014-12版 手册说明 1.本手册阐述了爆破测振工作的流程和规范; 2.适用于L20智能记录型爆破测振仪; 3.随机不附操作说明书,如有需要请致电索取; 4.仪器改良或升级,恕交博不另行通知; 5.手册中将“L20智能记录型爆破测振仪”简称为L20。售后服务:、 资料获取:http:// 仪器检验:

注: 仪器检验含标定灵敏度系数,请妥善保管! 名词解释 爆破有害效应 爆破时对爆区附近保护对象可能产生的有害影响,如爆破引起的地震、个别飞散物、空气冲击波、噪声、水中冲击波、动水压力、浪涌、粉尘、有毒气体等。 爆破安全监测 采用仪器设备等手段对爆破引起的有害效应进行测试与监控,判断爆破是否对保护对象产生有害影响,用于监督和指导爆破施工。 监测点 简称测点,即布置监测仪器及宏观调查的位置。 单段爆破药量 采用延时爆破技术,每段爆破的炸药总量 爆破地震 爆炸能量引起爆区周围介质质点沿其平衡位置往返运动而形成地震波,地震波向外扰动传播过程中造成相关介质质点振动过程的总和,称为爆破振动。 质点振动速度 地震波作用下,介质质点往返运动的速度。 质点振动加速度 地震波作用下,引发介质质点往复运动速度随时间的变化率。 主频频率 振动过程中介质质点最卓越主频相的振动频率。

校准 在规定的条件下,为了确定测量仪器、测量系统的示值或事物量具、参考物质所代表的量值,与对应的由标准所复线的量值之间关系的操作。量程 仪器量化爆破振动速度的范围。 持续时长 测点运动从开始到全部停止所持续的时间。 记录时长 手动模式下,设置仪器记录爆破振动信号的时长。 目录 一、方案制定 监测目的 (04) 监测项目 (04) 测点布置 (04) 选择仪器 (06) 预期成果 (07) 二、测试准备 现场勘查 (09) 记录测量 (09) 软件安装 (09) 设备准备 (10) 三、现场监测 探头安装 (12) 信号采集 (14)

Polytec三维激光测振仪

CLV-3D Compact 3-D Laser Vibrometer For Simultaneous 3-D Measurement of Dynamics

Applications The unique capabilities of the CLV-3D make it an ideal tool for numerous applications where three- dimensional information is desired from a non-con- tact sensor. It takes the advantages of conventional 1-D laser Doppler vibrometers one step further to replace tri-axial accelerometers. Disk Drives The disk drive industry has achieved amazing im- provements in performance while simultaneously slashing cost. Due to market pressures, the demand for increased performance at reduced cost is inces- sant. The CLV-3D can make comprehensive measure- ments for modal analysis of suspensions, E-blocks, actuator arms and HGA’s. The ability to precisely quantify the out-of-track effect of an out-of-plane mode enables disk drive engineers to achieve higher and higher tracks per inch (TPI) values. With the integration of the CLV-3D with a 3-D stage driven scan system, 3-D modal analysis of disk drive com- ponents becomes a reality that helps increase disk drive performance. Piezo Motors, Loudspeakers A piezo motor utilizes a piezo ceramics cylinder equipped with electrodes on its circumference. By applying electrical signals that are phased appro- priately,the cylinder is deformed. The periodic deformation will cause a traveling wave that moves the rotor which can be studied with the CLV-3D system. 3-D Vibrometers are also indispensable tools for loudspeaker design. More info:https://www.360docs.net/doc/1b4262833.html,/ acoustics Automotive With many advantages over contact transducers, laser vibrometry is quickly revolutionizing design development and experimental modal analysis in the automotive industry.It can be extended to the most difficult measurement tasks, such as red-hot surfaces or squealing brakes. More info: https://www.360docs.net/doc/1b4262833.html,/automotive. For more information about vibrometer applications please contact your local Polytec sales engineer or visit our website https://www.360docs.net/doc/1b4262833.html,/application

测振仪

2 测振仪 一.测振系统 振动特征参数:有振幅,振动速度,振动加速度,振动频率、相位,结构的振型、阻尼,激振力,动应力等等。 振动测量系统的组成: 通常由传感器、信号处理和放大、记录、显示和数据处理设备组成。 振动测量系统的分类:机械测量、电测和光学测量系统。 电测系统: 灵敏度高,频率范围和动态线性范围宽,便于分析与控制。下面是其系统框图: 二.测振仪 分类:机械式,惯性式,电动式测振仪。常用电动式。

1.电磁式测振仪(速度传感器) 结构:永久磁铁,线圈框架,片状弹簧,结构原理图如下: 感应电动势e: 式中:B—线圈处磁感应强度 L—线圈中的导线长度 dx*/dt—线圈和磁铁间的相对速度 2.电感式测振仪(位移传感器) 结构原理: 外壳的铁芯上绕有电磁线圈,通以高频交流电,由软弹簧支撑的大惯性质量与铁芯间有δ间隙.振动时,δ变化→线圈周围的磁通变化→电动势变化对调制波形滤波后可得δ(近似于外壳位移)的变化曲线。 3.电容式测振仪(位移传感器) 结构原理: 平弹簧与定片构成电容的两极,惯性质量与平弹簧相连,定片随基座,见下图:

电容变化量 : 式中:ε- 空气的介电常数 S –电极相对面积 δ、δ0–振动与静止时的电极间距 特点: 可测10 – 500Hz的振动位移灵敏度高,结构简单温湿度对测量影响大. 4.压电式测振仪(加速度传感器) 结构原理: 惯性块,片簧,压电晶体(钛酸钡,镐钛酸铅,石英),压紧旋盖,电极压电晶体预压紧力的控制。 特点: 量程大,灵敏度高,体积小,质量轻,受温湿度影响较大,需和高阻抗的前置放大器配用。 便携式测振仪型号:CN60M/M183484库号: M183484 便携式测 振仪 CN60M/M183 484更多信 息>>>

激光多普勒测速

南京理工大学 课程考核论文 课程名称:图像传感与测量 论文题目:激光多普勒测速技术 姓名:陈静 学号: 314101002268 成绩: 任课教师评语: 签名: 年月日

激光多普勒测速技术 一、引言 激光多普勒测速技术即LDV(Laser Doppler Velocimetry)是伴随着激光器的诞生而产生的一种新的测量技术,它是利用激光的多普勒效应来对流体或固体速度进行测量的一种技术,广泛应用于军事、航空航天、机械、能源、冶金、水利、钢铁、计量、医学、环保等领域[1]。 激光测速技术的发展大体上可分为三个阶段。 第一个阶段是1964至1972年,这是激光测速发展的初期。在此期间,大多数的光学装置都比较简单,用各种元件拼搭而成,光学性能和效率不高,使用调准也不方便[2]。 第二个阶段是1973至1980年,在此期间,激光测速在光学系统和信号处理器方面有了很大的发展。光束扩展,空间滤波,偏振分离,频率分离,光学频移等近代光学技术相继应用到激光测速仪中。 第三个阶段是1981年至今。在此期间,应用研究得到快速发展[3]。 在发表的论文中,有关流动研究的论文急剧增加。多维系统,光纤传输技术以及数字信号处理和微机数据处理技术等的出现把激光多普勒技术推向更高水平,使用调整更加方便。此外,半导体激光器的应用是其小型化成为可能,推动激光多普勒测速走出实验室,迈向工业和现场应用。 二、主要内容 激光的多普勒效应是激光多普勒测速技术的重要理论基础,当光源和运动物体发生相对运动时,从运动物体散射回来的光会产生多普勒频移,这个频移量的

大小与运动物体的速度,入射光和速度方向的夹角都有关系。 由于其有许多潜在的独特功能,激光多普勒技术吸引了大量的实验流体力学和其他学科的研究工作者去研究和解决这些问题,使激光测速技术得到飞速发展,成为流动测量实验的有力工具[4]。 1.激光多普勒测速原理 激光测速的原理大致是这样:激光束射向流动着的粒子,粒子发出的散射光的频率改变了,通过光电装置测出频率的变化,就测得了粒子的速度,也就是流动的速度 [5]。 设一束散射光与另一束参考光的频率分别为12,s s f f ,它们到达光探测器阴极 表面的电场强度分别为: 1210112022cos(2) cos(2)s s E E f t E E f t π?π?=+=+ 式中,0102,E E 分别为两束光在光阴极表面处的振幅,12,??分别为两束光的初始相位。两束光在光阴极表面混频,其合成的电场强度为: 1212011022cos(2)cos(2)s s E E E E f t E f t π?π?=+=+++ 光强度与光的电场强度的平方成正比: 1222212010201021(t)()()cos[2()]2 s s I k E E k E E kE E f f t π?=+=++-+ 式中为k 常数,?为两束光初始相位差,12???=-。其中第一项为直流分量,可用电容器隔去,第二项为交流分量,其中12s s f f -是得到的多普勒频移。 多普勒频移与物体运动速度V 的关系为: 12[cos(,)cos(,)]s s i s V f f K K υυλ -=- 式中:i K 是激光的传播矢量,s K 为散射光传播矢量,υ是物理运动速度方

数字测振仪使用方法-数字测振仪操作教程

数字测振仪使用方法 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理!更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 一、面板说明: 1、电源开关:“—”为通电状态,“O”为关闭电源状态。 2、传感器BNC插座:用于连接压电式加速度传感器。 3、测量模式开关:“A”为加速度档(单位:m/s2) “V”为速度档(单位:mm/s) “D”为位移档(单位:mm) 4、频率选择开关:Lo:10Hz-1KHz,Hi:10Hz-6KHz。 二、使用方法: 1、未开启电源前用传感器电缆线将传感器与仪器顶端的BNC插座连接。 2、选择好传感器在振动体上的安放形式,磁性吸座与传感器的连接见下图。 3、将6F22型9V积层电池置于该振动计背面后部的电池盒内。 4、接通电源,频率选择开关置于Lo或Hi档。 5、根据测量要求选择被测的振动量,并将右上方的拨动开关拨到相应的位置:“A”, “V”,“D”

三、仪器使用注意事项 1、仪器不应在强电磁场干扰或腐蚀性气体的环境中使用。并且应避免强烈的振动和冲 击。 2、仪器灵敏度是按照所配传感器的灵敏度在出厂时调准,调换传感器时,一般应对仪 器重新校准。 3、仪器长时期不使用,应取出电池,以免腐蚀机件。 4、仪器每次测量完毕,务必及时关断电源,以延长电池的使用寿命。 5、传感器的连接电缆容易引起噪声,应当避免电缆缠绕和大幅度的晃动。噪声的另一 来源是接插件接触不良,亦应引起注意,为避免损坏电缆线,请按下图中正确的方法拿取传感器。 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理!更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展.

测振仪VM-63A的保养以及常见故障排除

测振仪VM-63A的保养以及常见故障排除测振仪VM-63A的保养主要有一下几点: 1、仪表不宜在强磁场、腐蚀性气体和强烈冲击的环境中使用。 2、仪表及传感器为全封闭结构,不可随意拆卸,不可随意调整内部电位器。 3、当显示器有电池更换标记时,要及时更换电池。 4、仪表长期不用,请将电池取出,以免仪表受蚀。 常见故障排除: 1.常见故障不开机可能产生的原因是电池接触不良。 2。显示乱跳或死机拨动开关坏或没拨到位。 振仪VM-63A性能 一、用途及适用范围: VM63测振仪是用于测量各种旋转机械振动的一体化、袖珍型、手持式测振仪表,该仪表适于电力、石油、化工、冶金等工业部门的振动检测。 二、功能特点: 1.结构简单,操作方便。一体化设计,将加速度传感器和仪表装在一个壳体内,使用时只需将仪表探头对准被测体,按下测量键即可进行测量。 2.仪表采用一节9V叠层电池供电,具有低电压检测和指示功能,当电池电压下降到影响测量精度值,液晶显示器有电池符号出现,提醒用户更换电池。 3.具有自动关机功能,使得电池具有更长的使用寿命。 4.仪表具有锁存功能,松开测量键后可将数据锁存,便于使用、读数。 5.仪表主要从能量的角度反应被测物体振动的大小,可以测量振动速度的均方根值,位移的峰-峰值以及加速度的半峰值,从而满足了各种测振需要。 三、主要技术指标: 1、测量范围:振动位移(P-P): 0~1999μm 振动速度(RMS):0~199.9mm/s 振动加速度( O-P) :0~199.9m/s2 2、幅值测量误差: [1] 频响范围与幅值误差:振动位移(P-P): 10~500Hz,≤±5% 振动速度(RMS): 10~500Hz,≤±5% 振动加速度(O-P):10~1000Hz,≤±5%

激光多普勒测速系统

激光多普勒测速系统 一、概述: 项目背景: 该项目主要通过激光器和激光接收机实时检测目标的XYZ方向上的相对速度,并将3个方向的速度值矢量合成后,通过串口上报给主机。 系统原理如下: ●通过特殊的调制信号激励激光器,发射连续波激光。 ●同时在不同阶段接收从目标反射回的信号并通过高速ADC采集这些信号。 ●FPGA实时进行FFT计算,根据FFT结果比较不同阶段的频偏和符号。 ●根据多普勒效应,通过频偏大小和频偏方向,就能计算出目标的相对速度和方向。 ●3个通道通过不同角度的合成,可以最终计算出目标的相对矢量速度。 ●通过串口将速度数据传到上位机。

系统原理框图如下: 我们面临的挑战: ●由于物体相对速度较快,达到125m/s;对应的信号带宽为DC-250MHz左右, 需要1GHz进行高速采集。 ●同时对1Gsps的数据量进行最大32K点FFT时,数据覆盖率达50%上。此时单 一的FFT模块在FPGA中计算时间不够,需要4路FFT并行计算;逻辑设计难 度较大。 ●要求测试距离在3KM以上。由于激光在大气中的衰减比较严重,同时受到大气 的干扰也比较严重。致使回波信号比较弱,同时不稳定。 示波器捕获的原始数据

解决方案: 根据实际系统和算法处理精度要求,硬件系统采用如下设计: ?10bit1GSPS ADC,三通道同步采集。 ?低噪声模拟前端,支持程控增益放大,50Ω阻抗SMA接口。 ?模拟带宽DC-250MHz。 ?板载1024MB DDR3内存。 ?高稳定度,超低低抖动时钟发生器。 ?低噪声电源设计。 ?采用Xilinx XC5VSX95T FPGA,FPGA实现实时FFT和信号检测算法功能。 ?TI C6455DSP,工作频率1GHz,用于3波束速度合成算法和FPGA控制。 ?两个RS422/RS485接口。 二、系统整体框图如下: 系统整机的实物图如上

测振仪使用作业指导书

1.目的 便于操作人员正确使用测振仪对设备振动进行正确量测,保证产品质量,达到客户满意。 2.适用范围 该仪器适用于设备的常规振动测量,尤其是旋转或往复式机械中的振动测量,可以测量振动的加速度、速度和位移,我司一般使用速度模式测量设备振动。 3.技术参数 3.1测量范围 加速度:0.1-199.9m/s 2(峰值) 速 度:0.1—199.9mm/s (有效值) 位 移:0.001-1.999mm(峰-峰值) 3.2频率范围 加速度:10-500Hz 、10Hz-1KHz (LO )、10Hz-10kHz(HI) 速 度:10-500Hz 、10Hz-1KHz (LO ) 位 移:10-500Hz 、10Hz-1KHz (LO ) 3.3允许误差:≦2%±5%(TV110),5%+2digits (VC63B 和AR63B ) 3.4其它技术参数 a.使用环境温度:0-40℃ b.电源:北京时代TV110--镍氢电池4节1.2V(5#), 深圳胜利VC63B 和香港希玛AR63B ――9V 碱性方块电池 4.定义 4.1振动:是物体受到外力作用,在其平衡位置周围做往复运动。如音叉、单摆、发动机的活 塞等; 4.2振动位移(振幅):物体或质点在其平衡位置附近振动,其位置移动的幅度称为位移,最 大位移称为振幅,用d 或S 表示; 4.3振动速度:物全或质点振动的速度,是位移对时间的一阶导数(ds/dt ),即单位时间内的 位移值,用V 表示; 4.4振动加速度:物体或质点在振动中的加速度值,是位移对时间的二阶导数(d 2s/d 2t )或速 度对时间的一阶导数(dv/dt )即单位时间内的速度变化量,用a 表示; 4.5振动频率:物体或质点在单位时间内振动的次数,用f 表示。 https://www.360docs.net/doc/1b4262833.html,110测振仪(北京时代)部件说明 5.1仪器箱主要部件如图1-1 图1-1 5.2液晶屏显示见图1-2 微型打印机 测振仪主机 说明书 探头

振动检测仪表原理、结构和应用

3振动检测仪表原理、结构和应用 3.1振动检测仪表原理、结构 3.1.1振动检测概述 振动传感器是将机械振动量转换为成比例的模拟电气量的机电转换装置。传感器至少有机械量的接收和机电量的转换二个单元构成。机械接收单元感受机械振动,但只接收位移、速度、加速度中的一个量;机电转换单元将接收到的机械量转换成模拟电气量,如电荷、电动势、电阻、电感、电容等;另外,还配有检测放大电路或放大器,将模拟电气量转换、放大为后续分析仪器所需要的电压信号,振动监测中的所有振动信息均来自于此电压信号。 (1)振动传感器种类 振动传感器的种类很多,且有不同的分类方法。按工作原理的不同,可分为电涡流式、磁电式(电动式)、压电式;按参考坐标的不同,可分为相对式与绝对式(惯性式);按是否与被测物体接触,可分为接触式与非接触式;按测量的振动参数的不同,可分为位移、速度、加速度传感器;以及由电涡流式传感器和惯性式传感器组合而成的复合式传感器,等等。 在现场实际振动检测中,常用的传感器有磁电式速度传感器(其中又以绝对式应用较多)、压电式加速度传感器和电涡流式位移传感器。其中,加速度传感器应用最广,而大型旋转机械转子振动的测量几乎都是涡流式传感器。 振动传感器设计时采用的机电变换原理不同,在输出电量时也就会有所区别。振动传感器接收机械量变化信息,转化为电动势变化、电荷变化、电阻变化等电参量变化。振动传感器的测量线路会接收这些电信号,并放大和转换为分析、显示仪表所能接受的电压信号。振动传感器在工作原理和工作过程上的这些差别,如振动传感器的不同机械接收原理、不同测量机械量、不同机电变换原理,为振动传感器的种类划分提供了基本依据,是目前振动传感器最主要的三种分类方式。 ①振动传感器的机械接收原理有两种,分别是相对式机械接收原理和惯性式机械接收原理,振动传感器按此分类也就是相对式振动传感器和惯性式振动传感器。 相对式机械接收原理:由于机械运动是物质运动的最简单的形式,因此人们最先想到的是用机械方法测量振动,从而制造出了机械式测振仪(如盖格尔测振仪等)。传感器的机械接收原理就是建立在此基础上的。相对式测振仪的工作接收原理是在测量时,把仪器固定在不动的支架上,使触杆与被测物体的振动方向一致,并借弹簧的弹性力与被测物体表面相接触,当物体振动时,触杆就跟随它一起运动,并推动记录笔杆在移动的纸带上描绘出振动物体的位移随时间的变化曲线,根据这个记录曲线可以计算出位移的大小及频率等参数。相对式机械接收

测温仪、测振仪使用

一、关于设备温度、振动检测方法、标准 良好的设备巡点检质量对及时了解设备运行状态,采取措施避免设备事故有着重要作用,关于设备巡点检内容及要求如下。 1.设备巡点检即为了维持设备规定的机能,按照标准要求,对设备的某些指定部位,通过人的感觉器官(目视、手触、问诊、听声、嗅诊)和检测仪器,进行有无异状的检查,使各部分的不正常现象能够及早发现。 2.设备巡检的主要内容:机械传动部分的稳定性、紧固件的松动情况、润滑油油质、油量、设备及管路密封泄露情况、温度噪声、电流仪表变化、安全防护装置齐全有效等。 3.温度、振动的测量方法 1)测量设备振动,一般有三个方向:平行于轴的方向为轴向(纵向),所测的振动值为轴向位移;垂直于轴的方向为径向(垂直),所测的振动值为径向位移;水平垂直于轴的方向为水平方向,也叫横向,所测的振动值叫横向位移。 2)设备振动值,一般有三个,位移(mm)、速度(mm/s)、加速度(m/s2),现在我们一 3)我们通常所说的测量设备振动,以测轴的振动为准,但因测轴振动有一定难度,我们一般都是测量轴承振动。不管是测哪个方向的振动,都应靠近轴承部位进行测量,一般测点应选在接触良好、表面光滑、局部刚度较大的部位。应该注意的是,因轴向和径向都有一定面积,在靠近中心位置每个方向上选取最大值进行记录及作为检测点。如果测量有难度,可以测量电机端盖处振动值作参考。测点一经确定后,就要经常在同一点进行测量,为此,确定测点后尽量做出记号,并且每次都要在固定位置测量。 4)机器振动的许用振幅如表1

5)测量电机温度,一般为2个温度,一是电机温度即测量电机外壳温度,另一个是测量电机轴承温度。在测量电机外壳温度时,要用测温仪在电机外壳从风扇端到轴伸端进行扫描运动,确定温度最高点(一般情况下在电机接线盒处外壳温度较高)。测量电机两端盖中心轴承温度尽量靠近转子轴部位。在测温度时,测温仪要尽量靠近被测部位(被测目标尺寸超过视野范围50%),仪器瞄准被测部位,然后在被测部位作上下扫描运动,直至确定热点。要注意,每一次测量距离都要相同,否则会引起数据变化(由于各种干扰,随距离延长,测温仪测量准确度会有所变化)。 6)电机温度和轴承温度都应在每个部位选取温度最大值作为温度记录值。测点一经确定后,就要经常在同一点进行测量,为此,确定测点后尽量做出记号,并且每次都要在固定位置测量。 7)电机在额定电压下运行,能达到铭牌数据要求,各部位温升不超过表2所列允许值。 在环境温度为40℃时最高允许温升也就是在环境温度为40℃时,电机轴承温度不超过40℃+55℃=95℃。我们平时采用温度计法来测量电机温度,上表为最高数值,作为参考,因为上表温度表示的是电机及轴承内部温度,实际在用红外测量外壳温度时要小于上表温度(内部温度要比外壳温度高10℃-20℃), F级绝缘可参照B级绝缘。 实际在使用中,根据(GB50231-98)《机械设备安装工程施工及验收通用规范》,不管是电机还是其它设备,一般滑动轴承温升不应超过35℃,最高温度不应超过70℃;滚动轴承温升不应超过40℃,最高温度不应超过80℃。8)注意:在测泵的振动和温度时,都不能测量泵壳部位。 二、用听针听轴承声音 电动机在运行中,检查人员可通过听针,听轴承响声。用听针一端接触设备的轴承等部位,一端与耳朵接触,听取运转时设备里面的响声。 1.正常声音:轴承处于正常工作状态时,运转平稳、轻快,无停滞现象,发出的声响和谐而无杂音,可听到均匀而连续的“哗哗”声,或者较低的“轰轰”声,没有忽高忽低的金属连续声音。

激光多普勒测速

激光多普勒测速 1.引言 激光多普勒测速技术是伴随着激光器的诞生而产生的一种新的测量技术,它是利用 激光的多普勒效应来对流体或固体速度进行测量的一种技术,广泛应用于军事,航空,航天,机械,能源,冶金,水利,钢铁,计量,医学,环保等领域[1-2]。 激光多普勒测速仪是利用激光多普勒效应来测量流体或固体运动速度的一种仪器,通常由五个部分组成:激光器,入射光学单元,接收或收集光学单元,多普勒信号处理器和数据处理系统或数据处理器,主要优点在于非接触测量,线性特性,较高的空间分辨率和快速动态响应,采用近代光-电子学和微处理机技术的LDV系统,可以比较容易地实现二维,三维等流动的测量,并获得各种复杂流动结构的定量信息。由于上述潜在的独特功能,激光多普勒技术吸引了大量的实验流体力学和其他学科的研究工作者去研究和解决这些问题,使激光测速技术得到飞速发展,成为流动测量实验的有力工具。 激光测速技术的发展大体上可分为三个阶段[1-3]。 第一个阶段是1964 – 1972 年,这是激光测速发展的初期。在此期间,大多数的光学装置都比较简单,用各种元件拼搭而成,光学性能和效率不高,使用调准也不方便; 第二个阶段是1973 – 1980 年,在此期间,激光测速在光学系统和信号处理器方面有了很大的发展。光束扩展,空间滤波,偏振分离,频率分离,光学频移等近代光学技术相继应用到激光测速仪中。 从1980年到现在,激光测速进入了第三个阶段。在此期间,应用研究得到快速发展。在发表的论文中,有关流动研究的论文急剧增加。多维系统,光纤传输技术以及数字信号处理和微机数据处理技术等的出现把激光多普勒技术推向更高水平,使用调整更加方便。此外,半导体激光器的应用是其小型化成为可能,推动激光多普勒测速走出实验室,迈向工业和现场应用。 激光的多普勒效应是激光多普勒测速技术的重要理论基础,当光源和运动物体发生相对运动时,从运动物体散射回来的光会产生多普勒频移,这个频移量的大小与运动物体的速度,入射光和速度方向的夹角都有关系[1]。下文中将详细介绍。 2.激光多普勒测速原理 在激光多普勒测速仪中,依靠运动微粒散射光与照射光之间光波的频差(或称频移)来获得速度信息。这里存在着光波从(静止)光源(运动)微粒(静止)光检测器三者之间的传播关系。

测振仪原理

测振仪原理 测振仪原理 对于自动启动和停机的高速汽轮机、测振仪离心式压缩机机组,异常振动将会促使机械材料疲劳、强度择低、零件过早地损坏或造成动、静件的摩擦,使机组运行条件恶化。 现在的测振仪一般都采用压电式的,结构形式大致有二种:①压缩式;②剪切式,测振仪原理是利用石英晶体和人工极化陶瓷(PZT)的压电效应设计而成。当石英晶体或人工极化陶瓷受到机械应力作用时,其表面就产生电荷,所形成的电荷密度的大小与所施加的机械应力的大小成严格的线性关系。同时,所受的机械应力在敏感质量一定的情况下与加速度值成正比。在一定的条件下,压电晶体受力后产生的电荷与所感受的加速度值成正比。测振仪产生的电荷经过电荷放大器及其它运算处理后输出就是我们所需要的数据了Q=dij·F=dij·ma式中:Q-压电晶体输出的电荷,dij-压电晶体的二阶压电张量,m-加速度的敏感质量,a-所受的振动加速度值。测振仪压电加速度计承受单位振动加速度值输出电荷量的多少,称其电荷灵敏度,单位为pC/ms-2或pC/g(1g=9.8ms-2)。测振仪压电加速度计实质上相当于一个电荷源和一只电容器,通过等效电路简化以后,则可换算出加速度计的电压灵敏度为Sv=SQ/CaSv-,加速度计的电压灵敏,mV/ms-2SQ-加速度计的电荷灵敏度,pC/ms-2Ca-加速度计的电容量测振仪压 电式速度传感器,它是通过在压电式加速度传感器上加一个积分电路,通过将加速度信号积一次分,可以得到振动的速度值! VM-63A 便携式数字测振仪日本理音(RION)公司生产的该测振仪重250克,VM-63A主要用于机械设备的振动位移、速度(烈度)和加速度三参数的测量,利用该VM-63A仪器在轴承座上测得的数据,对照国际标准ISO2372,或者利用企业、机器的标准,就可确定设备(风机、泵、压缩机、电机等)当前所处的状态 (良好、注意或危险等)。 VM-63A该仪器自80年代中期以来,为我国各大中型企业采用后,至今已销售达两万余套,返修率极低,是一种理想的点检仪.VM-63* 加速度(半峰值):0~199.9m/s2 速度(有效值):0.01~19.99cm/s 加速度:10Hz~10KHz 位移:10Hz~500Hz 允许误差:≤±5%±2数 使用环境温度:0~45℃

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