使用 LDV 进行精准的声学与超声测量
采用创新精准的测量技术进行声学与超声测量
激光多普勒测振仪 (LDV) 是声学与超声领域开展高要求工作的必备工具。它可以直接在声源处——即振膜或其他运动表面——将振动可视化。其非接触式测量原理精准、具有高度线性，且不受环境因素影响。
Optomet 激光测振仪已在众多领域得到充分验证，包括扬声器系统开发、乐器制造、超声传感器、麦克风、手机及超声变幅杆开发，以及消费品、白色家电、汽车与飞机部件的声学设计和 FE 模型验证。
乐器音色优化
Optomet 激光测振仪可帮助乐器制造商从音质、耐用性和设计特性等方面优化乐器。
使用传统接触式传感器几乎无法研究乐器弦线，因为这类传感器很难安装在弦线上。此外，加速度计等传感器带来的附加质量还会改变被测对象的动态特性。在吉他和弦乐器的共鸣箱，以及立式钢琴和三角钢琴的音板上，也存在类似问题。
借助 Optomet 激光多普勒测振仪，可以在乐器开发过程中系统研究振动幅值、共振频率、阻尼以及材料选择的影响。整个测量无需物理接触，因而不会影响乐器本身的特性。
通过分析共鸣体的振动，可以检测并可视化乐器本体表面的振动。振动模态或隐含音色可得到清晰识别，并在频谱中进行分类，由此可以明确分析吉他、小提琴、钢琴、打击乐器及众多其他乐器的独特音色。
时域振动分析还可用于质量评估和音色表征，通过这种分析能够清晰确定波在共鸣体上传播的时间历程。
干涉式声场测量
声波在介质（例如空气）中的传播会引起密度随空间和时间发生变化。由于折射率以及光速会随介质密度而改变，因此可以使用激光多普勒测振仪将声波引起的密度变化可视化。该方法是干涉测量的核心组成部分，可提供精准且具有良好重复性的结果。
为此，使激光束穿过待测声场并在静止的白色表面上进行扫描，同时检测反射信号。与测振技术的典型应用不同，干涉测量获得的相位差并非源于反射表面的运动，而是由密度波动造成的传播时间变化所致，即光束从测振仪到反射面再返回测量设备所需时间的变化。这些结果对于声场分析以及重建声场的三维几何结构至关重要。
典型应用包括测量声场，以支持超声换能器和扬声器的开发。此外，还可采用层析成像方法重建声场的三维几何结构，这项技术称为声场层析成像。
声学领域的 FEM：以仿真实现精准分析
有限元法 (FEM) 在声学领域发挥着核心作用，可对复杂声场和振动模式进行精准仿真。借助 FEM，可以对共振频率和振型进行详细分析与优化。
Optomet 激光多普勒测振仪可提供用于验证仿真结果的实验数据，与该方法形成完美互补。二者相结合，不仅可以高效开发扬声器、超声变幅杆等声学部件，还可针对各种应用优化隔声性能。
实际应用示例：超声换能器
超声换能器常用于无损检测，或用作超声信号发生器。图中展示了使用 Optomet 扫描式激光测振仪测得的发散型超声换能器声场。
利用振动分析优化超声波焊接
热塑性塑料和薄金属部件的连接采用频率为 20 kHz 及以上的声学超声振动。数 m/s 的振动速度可提供熔化过程所需的能量输入。
Optomet 单点式和扫描式激光测振仪的测量范围最高可达 60 m/s，能够深入揭示复杂焊接过程的细节。用户可借此估算仿真参数、验证有限元模型，并对超声焊头和砧座的设计进行精细优化。
48 Bit 数字信号输出可呈现极其微小的振动，即使这些振动叠加在振幅大得多的振动之上，也能清晰识别。
SWIR 激光源即使在连续运行模式下也拥有较长的使用寿命，因此 Optomet 测振仪非常适合用于生产线末端检测和质量控制，以及检验供应商提供的压电陶瓷。
Optomet SWIR 测振仪具有出色的信号强度，无需进行增强反射的表面处理。
优化超声焊头
Optomet 的 扫描式激光多普勒测振仪能够测量超声焊头的整个表面并呈现其振型。尤其是在超声焊头的边缘，可能会出现不必要的高振幅振动模态，对焊接结果产生显著影响。
借助振动测量技术，可以高效识别此类问题的成因和源头。通过验证有限元模型，可在可靠的数据基础上系统性地改进超声波工艺和设备。
