Vibromètres laser SWIR

Les vibromètres laser SWIR fonctionnent avec une lumière infrarouge invisible à une longueur d'onde de 1550 nm. Ils offrent un rapport signal/bruit élevé et permettent des mesures fiables sur des matériaux sombres, rugueux ou fortement absorbants.

Mesure sans préparation de surface : Acquisition fiable même sur des surfaces sombres, mates ou renforcées de fibres – aucun ruban rétroréfléchissant ni spray réfléchissant requis.
Large plage de mesure : Bande passante en fréquence de DC à 50 MHz et vitesses vibratoires jusqu'à 50 m/s.
Sécurité oculaire sans lunettes de protection : Classe laser 1 avec une puissance de sortie inférieure à 10 mW – aucune mesure de sécurité particulière requise.
Distances de travail flexibles : De quelques millimètres à plus de 300 m – adapté aux microstructures comme aux mesures à longue distance.
Longue durée de vie : Les diodes laser SWIR ne nécessitent pas de remplacement régulier – contrairement aux tubes HeNe dont la durée de fonctionnement est limitée.

SWIR signifie Short-Wave Infrared et désigne la région de l'infrarouge à courte longueur d'onde du spectre électromagnétique. Les vibromètres laser SWIR d'Optomet fonctionnent à une longueur d'onde de 1550 nm – invisible à l'œil humain, mais dotée de propriétés physiques offrant des avantages pour la mesure des vibrations.

Avec une puissance de sortie inférieure à 10 mW, le laser de mesure SWIR est classé en classe laser 1 et est donc sans danger pour les yeux. Le port de lunettes de protection n'est pas requis en fonctionnement normal. Comme le faisceau laser est invisible, les systèmes Optomet utilisent un laser pilote vert visible (510–530 nm, classe 2) pour l'alignement sur le point de mesure. Le spot SWIR peut également être rendu visible à l'aide d'une carte de détection IR.

Caractéristiques techniques clés :

Paramètre	Valeur
Longueur d'onde du laser de mesure	1550 nm (invisible)
Longueur d'onde du laser pilote	510–530 nm (vert, visible)
Classe du laser de mesure	Classe 1, < 10 mW
Classe du laser pilote	Classe 2, < 1 mW

Le choix de la longueur d'onde du laser influence directement la qualité de mesure. Les lasers SWIR à 1550 nm offrent plusieurs avantages physiques par rapport aux lasers HeNe visibles (632,8 nm), avec une pertinence pratique dans les applications réelles.

Pour une même classe laser, une puissance laser plus importante est disponible à 1550 nm qu'à 632,8 nm. Les systèmes SWIR fonctionnent avec jusqu'à 10 mW (classe 1), tandis que les systèmes HeNe sont limités à moins de 1 mW (classe 2). Ce budget de puissance plus élevé améliore le rapport signal/bruit, en particulier sur les surfaces faiblement réfléchissantes et sur de grandes distances de mesure.

Les détecteurs SWIR sont en grande partie insensibles à l'émission thermique dans la plage de l'infrarouge moyen. Les mesures sur des surfaces chaudes – comme les aubes de turbine ou les composants en fonctionnement – ne sont pas affectées par le rayonnement thermique.

Les diodes laser SWIR ont une durée de vie nettement plus longue que les lasers à gaz HeNe. Tandis que les tubes HeNe doivent être remplacés après environ 10 000 heures de fonctionnement, les diodes SWIR fonctionnent généralement pendant toute la durée de vie de l'appareil sans remplacement.

De nombreux matériaux techniquement pertinents réfléchissent plus uniformément dans la plage SWIR que dans le spectre visible. Les plastiques sombres, les revêtements mats ou les matériaux composites renforcés de fibres fournissent un signal rétrodiffusé plus stable à 1550 nm. Cela réduit les pertes de signal et permet des mesures sans préparation de surface – aucun ruban rétroréfléchissant ni spray réfléchissant n'est requis.

SWIR ou HeNe ?

Le SWIR (1550 nm) est le choix standard pour la plupart des applications – en particulier pour les surfaces sombres, les matériaux composites renforcés de fibres et les longues distances de mesure.

→ Série SMART Optomet

Le HeNe (632,8 nm) convient aux mesures à travers l'eau ou d'autres liquides, car le rayonnement SWIR est fortement absorbé dans ces milieux.

→ Série Vector Optomet (HeNe)

Les propriétés des lasers SWIR – stabilité du signal élevée, sécurité oculaire et insensibilité au rayonnement thermique – les rendent adaptés à une série de tâches de mesure exigeantes.

Turbines et composants à haute température

Mesures de vibrations sur des composants en fonctionnement ou sous charge thermique. Le laser SWIR n'est pas affecté par le rayonnement thermique et fournit des signaux stables même à des températures de surface élevées.

Structures renforcées de fibres (CFRP/GFRP)

Dans l'ingénierie aérospatiale et la construction légère, les plastiques renforcés de fibres de carbone et de fibres de verre sont largement utilisés. Les lasers SWIR fournissent un signal rétrodiffusé stable sur ces matériaux – même sans préparation de surface.

Surfaces biologiques

En recherche, les vibromètres SWIR sont également utilisés pour l'analyse vibratoire sur des tissus biologiques, où la sécurité oculaire et une mesure douce et sans contact sont particulièrement importantes.

Plastiques sombres et absorbants

Dans le secteur automobile, des plastiques noirs ou sombres sont fréquemment utilisés – par exemple dans les tableaux de bord, les panneaux de porte ou les pare-chocs. Ces matériaux ne réfléchissent que faiblement la lumière visible, ce qui peut entraîner une perte de signal avec les systèmes HeNe.

Plastiques sombres et absorbants

Pour des applications telles que la surveillance de ponts, l'analyse vibratoire de bâtiments ou les mesures de pales de rotor, les systèmes SWIR permettent des distances de travail de plus de 300 m. Le Nova Xtra atteint des distances de mesure allant jusqu'à 300 m.

Le laser de mesure SWIR à 1550 nm n'est pas visible à l'œil humain. Pour l'alignement sur le point de mesure, les vibromètres Optomet utilisent un laser pilote vert (510–530 nm) qui se propage de manière coaxiale avec le faisceau de mesure. Le spot SWIR peut également être rendu visible à l'aide d'une carte de détection IR.

Le laser SWIR est sans danger pour les yeux : avec une puissance de sortie inférieure à 10 mW, il est classé en classe laser 1.

Le port de lunettes de protection n'est pas requis. Le rayonnement infrarouge à 1550 nm est en outre absorbé par les milieux aqueux de l'œil et n'atteint pas la rétine – contrairement à la lumière visible, qui pénètre jusqu'à la rétine.

IR-Detektor Karte macht einen Infrarot Laser sichtbar

Portrait de Tobias Schröder, responsable des ventes et du marketing chez Optomet

« Depuis plus de deux décennies, Optomet est synonyme de mesure de vibrations précise. Nos vibromètres laser fournissent des données fiables – de l'analyse en laboratoire au contrôle qualité industriel. »

Tobias Schröder (M.Sc. en génie mécanique)
Responsable des ventes et du marketing

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Comparaison : vibromètres laser SWIR vs. HeNe

Les deux technologies laser ont leur justification – le choix dépend de l'application. Le tableau suivant compare les principales différences.

	SWIR (1550 nm)	HeNe (632,8 nm)
Longueur d'onde	1550 nm (invisible)	632,8 nm (visible, rouge)
Classe laser	Classe 1, < 10 mW	Classe 2, < 1 mW
Lunettes de protection requises	Non	Non
Rapport signal/bruit	Plus élevé grâce à une puissance laser disponible plus importante	Plus faible en raison d'une puissance limitée
Préparation de surface	Généralement non requise	Selon la surface, ruban rétroréfléchissant ou spray requis
Mesure à travers l'eau	Non – forte absorption à 1550 nm	Oui – faible absorption à 632,8 nm
Mesure sur surfaces chaudes	Oui – insensible au rayonnement thermique	Limitée – l'émission thermique peut interférer
Longues distances de mesure	Oui – jusqu'à plus de 300 m	Limitées
Durée de vie de la source laser	Longue – aucun remplacement régulier requis	Limitée – le tube HeNe vieillit
Taille du spot (avec optique identique)	Plus grande en raison d'une longueur d'onde plus longue	Plus petite en raison d'une longueur d'onde plus courte
Produits Optomet	Série SMART, Série Nova, Série Fiber	Série Vector, vibromètres à balayage HeNe

Optomet utilise la technologie SWIR comme standard pour la plupart de ses systèmes de vibrométrie. Les produits sont répartis en deux séries : la série SMART modulaire et la série CLASSIC.

La série SMART est de conception modulaire et propose des systèmes pour une large gamme de tâches de mesure – des mesures ponctuelles à l'analyse 3D plein champ. Tous les produits SMART fonctionnent avec des lasers SWIR (1550 nm).

En savoir plus sur la série SMART

Produit	Description
SMART Single+	Vibromètre ponctuel pour des mesures précises en un point de mesure fixe
SMART Scan+	Vibromètre à balayage pour l'analyse vibratoire plein champ
SMART 3D-Scan	Trois scanners synchronisés pour l'acquisition tridimensionnelle des vibrations
SMART Full Body	Plusieurs scanners en réseau pour les grands objets tels que les véhicules ou les structures d'avion
SMART DAQ	Système d'acquisition de données pour des mesures simultanées en plusieurs points
SMART Multi-Fiber	Système à fibre optique avec plusieurs têtes de capteur pour des mesures parallèles
SMART 3D-Fiber	Système à fibre optique pour la mesure ponctuelle tridimensionnelle dans des endroits difficiles d'accès

La série CLASSIC comprend des systèmes de vibrométrie autonomes pour des applications spécifiques. Ici aussi, la technologie SWIR est utilisée par défaut.

En savoir plus sur la série CLASSIC

Produit	Description
Série Nova	Vibromètre ponctuel pour des mesures sur surfaces sombres, rugueuses ou biologiques
Nova Xtra	Vibromètre longue distance pour des distances de mesure de plus de 300 m
Série Fiber	Vibromètre ponctuel à fibre optique pour des emplacements de mesure exigus ou difficiles d'accès
Fiber Multiplex	Système à fibre optique avec têtes de capteur commutables pour plusieurs points de mesure
Scanning Vibrometer	Système à balayage pour l'analyse vibratoire plein champ

Dans cette section, vous trouverez des réponses aux questions fréquemment posées sur les vibromètres laser SWIR – notamment la sécurité oculaire, la longueur d'onde, la durée de vie, les limites et la maintenance.

Oui. Le laser de mesure SWIR fonctionne avec une puissance de sortie inférieure à 10 mW et est classé en classe laser 1. Le port de lunettes de protection n'est pas requis en fonctionnement normal. Le rayonnement infrarouge à 1550 nm est absorbé par les fluides de l'œil et n'atteint pas la rétine.

Les vibromètres SWIR d'Optomet fonctionnent à une longueur d'onde de 1550 nm dans la plage de l'infrarouge à courte longueur d'onde. Le laser de mesure est invisible ; un laser pilote vert visible (510–530 nm) est utilisé pour l'alignement.

Généralement non. Les diodes laser SWIR ont une longue durée de vie et fonctionnent généralement pendant toute la durée de vie de l'appareil sans remplacement. En revanche, les tubes HeNe doivent être remplacés après environ 10 000 heures de fonctionnement.

Presque tous. L'ensemble de la série SMART ainsi que la plupart des produits de la série CLASSIC (Nova, Fiber, vibromètres à balayage) fonctionnent par défaut avec des lasers SWIR à 1550 nm. La seule exception est la série Vector, qui utilise un laser HeNe visible (632,8 nm) – adapté aux mesures à travers l'eau ou sur des microstructures avec un petit diamètre de spot.

Les lasers SWIR ne conviennent pas à toutes les applications. Les principales limites :

Mesure à travers l'eau : Le rayonnement SWIR est fortement absorbé par l'eau. Pour les mesures à travers des liquides, un laser HeNe (632,8 nm) est mieux adapté.
Taille du spot : Avec une optique identique, un laser SWIR produit un spot plus grand qu'un laser HeNe – par ex. 89 µm contre 30 µm à une distance de 500 mm (optique 100 mm).

Les diodes laser SWIR ne nécessitent pas de remplacement régulier et impliquent un effort de maintenance moindre. Les lasers à gaz HeNe sont soumis à un vieillissement naturel – le tube doit être remplacé après environ 10 000 heures de fonctionnement.

Sources laser
Fondamentaux des types de lasers utilisés en vibrométrie – hélium-néon, SWIR et systèmes à fibre couplée.

Vibrométrie laser Doppler
Structure, principe de fonctionnement et domaines d'application de la vibrométrie laser Doppler.

Mesure de vibrations
Méthodes, montage de mesure et évaluation des données vibratoires dans la recherche et l'industrie.

Effet Doppler
Principe physique de la vibrométrie laser Doppler – la base d'une mesure de vitesse précise.

Traitement du signal
Analyse des données vibratoires par FFT, évaluation dans le domaine fréquentiel et traitement en temps réel.