SWIRレーザー振動計

SWIRレーザー振動計は、波長1550 nmの不可視赤外光で動作します。高い信号対雑音比を実現し、暗色・粗面・高吸収性の材料に対しても信頼性の高い測定を可能にします。

表面処理なしでの測定：暗色・つや消し・繊維強化された表面でも信頼性の高い取得が可能 – 再帰反射テープや反射スプレーは不要。
広い測定範囲：DCから50 MHzまでの周波数帯域幅、最大50 m/sの振動速度。
保護メガネ不要のアイセーフ：出力10 mW未満のレーザークラス1 – 特別な安全対策は不要。
柔軟な作動距離：数ミリメートルから300 m超まで – 微細構造から長距離測定まで対応。
長い使用寿命：SWIRレーザーダイオードは定期交換が不要 – 動作寿命に限りのあるHeNeチューブとは異なります。

SWIRはShort-Wave Infraredの略で、電磁スペクトルの短波長赤外領域を指します。Optomet SWIRレーザー振動計は波長1550 nmで動作します – 人間の目には見えませんが、振動測定において利点となる物理的特性を備えています。

出力10 mW未満のSWIR測定用レーザーはレーザークラス1に分類され、アイセーフです。通常動作中に保護メガネは必要ありません。レーザービームは不可視であるため、Optometシステムは測定点へのアライメントに可視の緑色パイロットレーザー（510–530 nm、クラス2）を使用します。あるいは、IRディテクターカードを用いてSWIRスポットを可視化することもできます。

主要技術データ：

パラメータ	値
測定用レーザー波長	1550 nm（不可視）
パイロットレーザー波長	510–530 nm（緑色、可視）
測定用レーザークラス	クラス1、< 10 mW
パイロットレーザークラス	クラス2、< 1 mW

レーザー波長の選択は測定品質に直接影響します。1550 nmのSWIRレーザーは、可視のHeNeレーザー（632.8 nm）に対していくつかの物理的利点を備えており、実際の用途で実用的な意義があります。

同じレーザークラスでは、632.8 nmよりも1550 nmの方が利用可能なレーザー出力が大きくなります。SWIRシステムは最大10 mW（クラス1）で動作するのに対し、HeNeシステムは1 mW未満（クラス2）に制限されます。より大きな出力余裕は、特に反射の弱い表面や長い測定距離において信号対雑音比を改善します。

SWIRディテクターは、中赤外域の熱放射に対してほとんど感受性がありません。タービンブレードや運転中の部品など、高温表面に対する測定も熱放射の影響を受けません。

SWIRレーザーダイオードはHeNeガスレーザーよりも大幅に長い使用寿命を持ちます。HeNeチューブは約10,000動作時間後に交換が必要ですが、SWIRダイオードは通常、装置の全寿命にわたって交換なしで動作します。

技術的に重要な多くの材料は、可視スペクトルよりもSWIR域においてより均一に反射します。暗色プラスチック、つや消しコーティング、繊維強化複合材料は、1550 nmにおいてより安定した後方散乱信号を提供します。これにより信号のドロップアウトが減少し、表面処理なしでの測定が可能になります – 再帰反射テープや反射スプレーは不要です。

SWIRかHeNeか？

SWIR（1550 nm）は標準的な選択肢であり、ほとんどの用途 – 特に暗色表面、繊維強化複合材料、長い測定距離に適しています。

→ Optomet SMARTシリーズ

HeNe（632.8 nm）は水中またはその他の液体を通した測定に適しています。SWIR放射はこれらの媒質中で強く吸収されるためです。

→ Optomet Vectorシリーズ（HeNe）

SWIRレーザーの特性 – 高い信号安定性、アイセーフ性、熱放射に対する非感受性 – により、さまざまな高度な測定タスクに適しています。

タービンおよび高温部品

運転中または熱負荷下の部品に対する振動測定。SWIRレーザーは熱放射の影響を受けず、表面温度が高い場合でも安定した信号を提供します。

繊維強化構造（CFRP/GFRP）

航空宇宙工学および軽量構造において、炭素繊維強化プラスチックおよびガラス繊維強化プラスチックが広く使用されています。SWIRレーザーはこれらの材料に対して安定した後方散乱信号を提供します – 表面処理なしでも可能です。

生体表面

研究分野では、SWIR振動計は生体組織の振動解析にも使用されます。ここではアイセーフ性と、穏やかで非接触の測定が特に重要です。

暗色および吸収性プラスチック

自動車分野では、黒色または暗色のプラスチックが頻繁に使用されます – 例えばダッシュボード、ドアパネル、バンパーなどです。これらの材料は可視光を弱くしか反射しないため、HeNeシステムを使用すると信号損失につながることがあります。

暗色および吸収性プラスチック

橋梁モニタリング、建物の振動解析、ローターブレード測定などの用途では、SWIRシステムにより300 m超の作動距離が可能になります。Nova Xtraは最大300 mの測定距離を達成します。

1550 nmのSWIR測定用レーザーは人間の目には見えません。測定点へのアライメントには、Optomet振動計は測定ビームと同軸に動作する緑色パイロットレーザー（510–530 nm）を使用します。あるいは、IRディテクターカードを用いてSWIRスポットを可視化することもできます。

SWIRレーザーはアイセーフです。出力10 mW未満で、レーザークラス1に分類されます。

保護メガネは必要ありません。1550 nmの赤外放射はさらに眼の水様性媒質によって吸収され、網膜には到達しません – 網膜まで到達する可視光とは異なります。

IR-Detektor Karte macht einen Infrarot Laser sichtbar

Portrait of Tobias Schröder, Head of Sales & Marketing at Optomet

「20年以上にわたり、Optometは精密な振動測定の代名詞であり続けてきました。当社のレーザー振動計は、実験室での解析から産業用品質管理まで、信頼性の高いデータを提供します。」

Tobias Schröder (M.Sc. Mechanical Engineering)
Head of Sales & Marketing

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比較：SWIR対HeNeレーザー振動計

どちらのレーザー技術にもそれぞれの正当性があり、選択は用途次第です。以下の表は主要な相違点を比較しています。

	SWIR (1550 nm)	HeNe (632.8 nm)
波長	1550 nm（不可視）	632.8 nm（可視、赤色）
レーザークラス	クラス1、< 10 mW	クラス2、< 1 mW
保護メガネの要否	不要	不要
信号対雑音比	利用可能なレーザー出力が大きいため高い	出力が限られるため低い
表面処理	通常は不要	表面に応じて再帰反射テープまたはスプレーが必要
水中での測定	不可 – 1550 nmでの強い吸収	可能 – 632.8 nmでの低い吸収
高温表面での測定	可能 – 熱放射に対して非感受性	制限あり – 熱放射が干渉する可能性
長い測定距離	可能 – 300 m超まで	制限あり
レーザー光源の寿命	長い – 定期交換不要	制限あり – HeNeチューブは劣化する
スポットサイズ（同一光学系の場合）	波長が長いため大きい	波長が短いため小さい
Optomet製品	SMART Series, Nova Series, Fiber Series	Vector Series, HeNeスキャニング振動計

Optometは、ほとんどの振動計システムにおいてSWIR技術を標準として採用しています。製品は2つのシリーズに分かれています。モジュール式のSMARTシリーズとCLASSICシリーズです。

SMARTシリーズはモジュール設計で、単点測定から全視野3D解析まで、幅広い測定タスクに対応するシステムを提供します。すべてのSMART製品はSWIRレーザー（1550 nm）で動作します。

SMARTシリーズの詳細はこちら

製品	説明
SMART Single+	固定された測定点で精密な測定を行う単点振動計
SMART Scan+	全視野振動解析用のスキャニング振動計
SMART 3D-Scan	三次元振動取得のための3台の同期スキャナー
SMART Full Body	車両や航空機構造など大型物体向けの複数のネットワーク接続スキャナー
SMART DAQ	複数点での同時測定のためのデータ収集システム
SMART Multi-Fiber	並列測定のための複数のセンサーヘッドを備えた光ファイバーシステム
SMART 3D-Fiber	アクセスが難しい場所での三次元単点測定用の光ファイバーシステム

CLASSICシリーズは、特定の用途向けのスタンドアロン振動計システムで構成されています。ここでもSWIR技術が標準として使用されています。

CLASSICシリーズの詳細はこちら

製品	説明
Nova Series	暗色・粗面・生体表面での測定用の単点振動計
Nova Xtra	300 m超の測定距離向けの長距離振動計
Fiber Series	狭隘またはアクセスが難しい測定場所向けの光ファイバー単点振動計
Fiber Multiplex	複数の測定点向けの切替可能なセンサーヘッドを備えた光ファイバーシステム
Scanning Vibrometer	全視野振動解析用のスキャニングシステム

このセクションでは、SWIRレーザー振動計に関するよくある質問への回答をご紹介します – アイセーフ性、波長、使用寿命、制限事項、メンテナンスなどを含みます。

はい。SWIR測定用レーザーは出力10 mW未満で動作し、レーザークラス1に分類されます。通常動作中に保護メガネは必要ありません。1550 nmの赤外放射は眼の体液によって吸収され、網膜には到達しません。

Optomet SWIR振動計は、短波長赤外域の波長1550 nmで動作します。測定用レーザーは不可視であり、アライメントには可視の緑色パイロットレーザー（510–530 nm）が使用されます。

通常は不要です。SWIRレーザーダイオードは長い使用寿命を持ち、通常は装置の全寿命にわたって交換なしで動作します。対照的に、HeNeチューブは約10,000動作時間後に交換が必要です。

ほぼすべてです。SMARTシリーズ全体およびCLASSICシリーズのほとんどの製品（Nova、Fiber、スキャニング振動計）は、標準で1550 nmのSWIRレーザーで動作します。唯一の例外はVectorシリーズで、可視のHeNeレーザー（632.8 nm）を使用します – 水中を通した測定や、小さなスポット径を要する微細構造に適しています。

SWIRレーザーはすべての用途に適しているわけではありません。最も重要な制限事項：

水中を通した測定：SWIR放射は水によって強く吸収されます。液体を通した測定には、HeNeレーザー（632.8 nm）の方が適しています。
スポットサイズ：同一光学系では、SWIRレーザーはHeNeレーザーよりも大きなスポットを生成します – 例えば、500 mmの距離（100 mm光学系）で89 µm対30 µm。

SWIRレーザーダイオードは定期交換が不要で、メンテナンスの手間が少なくて済みます。HeNeガスレーザーは自然な経年劣化を受けます – チューブは約10,000動作時間後に交換が必要です。

レーザー光源
振動計測で使用されるレーザータイプの基礎 – ヘリウムネオン、SWIR、ファイバー結合システム。

レーザードップラー振動計測
レーザードップラー振動計測の構造、動作原理、応用分野。

振動測定
研究および産業における振動データの手法、測定セットアップ、評価。

ドップラー効果
レーザードップラー振動計測の物理的原理 – 精密な速度測定の基礎。

信号処理
FFT、周波数領域評価、リアルタイム処理を用いた振動データの解析。