レーザースキャニング振動計

単一点振動計は、レーザー軸に沿った単一点での振動を測定します。
スキャニング振動計は、レーザーを多数の測定点にわたって自動的に導き、全視野の振動形状を生成します。これにより、モード形状、固有振動数、空間的な振動分布を可視化できます。

はい。三次元振動解析のために、Optometは3Dスキャニングユニットとして連携して動作する3台のスキャニング振動計からなるシステムを使用します。各振動計は独自の方向から振動を測定します。3台のシステムは時間同期され、測定点を整列させ、測定中に必須の制御信号と参照信号を交換します。

各測定点で記録された3つの速度成分から、システムはX、Y、Z方向の完全な動きを計算します。これにより、複雑な3Dモード形状と空間的な動きの方向を正確に表現できます。

SMART 3D-Scan

Optometのスキャニング振動計は、アイセーフなレーザー光源で動作します。

不可視のSWIR測定レーザー（1550 nm）はレーザークラス1（< 10 mW）に分類され、保護メガネを必要としません。一部のシステムは、代わりに可視のHeNe測定レーザー（632.8 nm）で動作させることができ、これはレーザークラス2（< 1 mW）に分類され、同じくアイセーフと見なされます。位置合わせには可視のパイロットレーザーが使用され、これもレーザークラス2（< 1 mW）です。すべてのレーザーは通常運用時に安全であり、各デバイスの技術データシートに明記されています。

用途に応じて、Optometは異なるレーザー光源を使用します。標準システムはSWIRレーザー（1550 nm）を使用し、高い光学的感度を提供し、表面の前処理を必要としません。あるいは、用途分野に応じて可視HeNeレーザー（632.8 nm）が使用される場合もあります。レーザー光源は技術的な構成の際に選択されます。

スキャニング振動計は、個々の点を常に逐次的に測定します。レーザービームは定義された格子上を自動的に移動し、各点が個別に記録されます。参照信号を用いて、時間的にずれた個別の測定が正しい位相整合に持ち込まれ、完全な振動形状が得られます。

Full Body Scanでは、複数のスキャニング振動計が並行して動作します。
各デバイスは依然として自身の点を逐次的に測定しますが、物体の異なる領域を同時にカバーします。SMART Labでは、すべての点が空間的および時間的に統合されます。

• 単一のスキャニング振動計：点は逐次的に測定されます。
• Full Body Scan（複数の振動計）：複数の逐次スキャンが並行して実行され、同期されます。

励起方法は、測定アプローチと調査の目的に依存します。定義された再現可能な振動には、シェーカー、モーダルハンマー、ピエゾアクチュエータなどの能動的な励起源が一般的に使用されます。運用測定では、構造はエンジン運転、風、またはプロセス力などの実際の影響によって励起されることがあります。

代表的な励起方法：

• インパルス励起のためのモーダルハンマー
• 定義された、周波数可変の、または広帯域の励起のためのシェーカー
• 高周波または局所的な励起のためのピエゾアクチュエータ
• 音響励起のための音場（例：ラウドスピーカー）
• 荷重下での挙動を解析する場合の実際の運用条件
• 定義された統合励起源としての内蔵信号発生器（Optometスキャニング振動計内）

スキャニング振動計には、ソフトウェアソリューションのSMART LabとOptoSCANが、スキャニング格子、デバイス制御、データ解析の完全な統合を提供します。

ただし、それらの使用は必須ではありません：すべての測定データはデジタルまたはアナログのインターフェースを介して出力でき、任意の外部解析環境で処理できます。

使用オプション：

• 完全な制御、可視化、解析のためのSMART Lab / OptoSCAN / OptoGUI
• オープンなデータおよび制御インターフェースを介した外部ソフトウェア（例：MATLAB、LabVIEW、Python、FEMツール、またはカスタムソリューション）
• 直接的な下流処理のためのアナログまたはデジタルの生データ出力（例：速度、加速度、変位）

これにより、振動計は完全統合型の測定ソリューションとして、また既存の解析または自動化システム内のデータソースとして柔軟に使用できます。

スキャニング振動計は、オープンインターフェースを通じて自動化されたテストスタンドや既存の測定チェーンに統合できます。測定データはデジタルおよびアナログの両方で利用でき、外部システムに直接転送できます。

インターフェースと統合：

• デジタル測定データと制御コマンドのためのギガビットEthernet
• 速度、加速度、または変位のためのアナログ出力
• 同期された測定プロセスのための外部トリガー
• カスタムシステムでの処理のためのオープンなデータ形式
• 例えばテストベンチやエンドオブライン用途のための自動化シーケンスとの互換性

これにより、振動計はスタンドアロンの測定システムとして、または全自動セットアップの一部として使用できます。

スキャニング測定の所要時間は、希望する周波数分解能、測定点の数、調査対象の振動周波数など、いくつかの要因に依存します。簡単な概要を得るには、物体を毎秒最大50点でスキャンできます。

必要な測定点の数は、調査対象のモードの空間的複雑さに依存します。高い周波数は波長が短くノードラインが多いため、振動形状を正確に捉えるにはより密な空間サンプリングが必要です。

SMARTスキャニング振動計は、定義された測定領域全体で最大512 × 512の測定点を記録できます。これにより、複雑な構造でも完全かつ高分解能で解析できます。

いいえ。Optometのレーザースキャニング振動計のSWIRレーザーは、暗いまたは粗い表面でもリフレクターテープなしで信頼性の高い測定を可能にします。高い感度と強い戻り信号により、困難な条件下でも安定した高いS/N比が得られます。

スキャニング振動計は、幅広い距離範囲にわたって使用できます。セットアップと物体サイズに応じて、以下の作動距離が可能です：

• 標準的なスキャニング用途では最大 100 m の距離 — 大型構造物やアクセスが困難な測定対象物に最適です。
• 非常に小さな物体や細部を測定する場合、最小作動距離は約 6.5 mm から。

これにより、システムはマイクロメートル範囲での近距離測定と産業環境での遠距離測定の両方を確実にカバーできます。

はい。OptometのSMART Labソフトウェアは3Dモデルのインポートをサポートしています。ユーザーはFEMジオメトリを読み込み、測定点をFEMノード上に直接配置できます。これにより、測定データとシミュレーションを精密に比較でき、FEMモデルの効率的な検証と最適化が可能になります。

Optometのレーザースキャニング振動計は、非常に広いサイズ範囲をカバーします：

• 例えばMEMS部品など、< 1 mm² の非常に小さな構造
• 筐体、機械部品、または大型部品など、> 10 m² の大型物体

Optomet SMART Seriesでは、複数のスキャニング振動計を同期してネットワーク接続でき、車両全体や航空機全体での測定（「フルボディ振動計測」）が可能になります。

単一のデバイスで、DC から 50 MHz までの周波数を検出できます — 遅い振動から非常に高周波の動的プロセスまで適しています。