Jednopunktowe wibrometry laserowe

Kontakt
PL
- Deutsch
- English
- Français
- Español
- Polski
- 简体中文
- 한국어
- Русский
- 日本語

Produkty
Rozwiązania
- Pomiar drgań
  - Pomiar odległości
  - Pomiar drgań płytek drukowanych
- Wibrometry laserowe
Applications
Wiedza
- Podstawy i technologia pomiarowa
Optomet
- O nas

Optomet GmbH
Uhlandstraße 9
64297 Darmstadt

Mail: sales(at)optomet.de
Phone: +49 6151 38432-0

Kontakt

Jednopunktowe wibrometry laserowe mierzą drgania w sposób niezawodny i bezkontaktowy w pojedynczym punkcie pomiarowym. Rejestrują prędkość, przemieszczenie i przyspieszenie z wysoką rozdzielczością w szerokim zakresie częstotliwości oraz umożliwiają pomiary jedno- lub trójwymiarowe w tym samym punkcie. Technologia ta jest niezbędna w badaniach, rozwoju i przemysłowym zapewnieniu jakości zawsze tam, gdzie wymagana jest precyzyjna, punktowa analiza drgań.

Pomiar bezkontaktowy: Obiekt badany pozostaje nienaruszony – idealny do wrażliwych, gorących lub ruchomych próbek.
Wysoka rozdzielczość: Wykrywanie ekstremalnie małych drgań, aż do 50 femtometrów (≈ 1/2000 średnicy atomu)
Szeroki zakres pomiarowy: Częstotliwości od DC do 50 MHz i prędkości drgań do 50 m/s – odpowiednie zarówno dla mikrostruktur, jak i dużych obiektów.
Łatwa integracja: Transmisja danych przez Ethernet (1–10 Gbit/s), wyjścia analogowe (±2 V) lub otwarte interfejsy cyfrowe.
Elastyczna architektura systemu: Modele ze zintegrowanymi lub światłowodowymi głowicami pomiarowymi do środowisk laboratoryjnych, przemysłowych i badawczych.

Talk to an expert Lean more

Single-point Laser Doppler Vibrometer with connected fiber head mounted on an adjustable stand, linked to a processing unit; a monitor in the background displays a frequency spectrum.

Single-point Laser Doppler Vibrometer shown from the front and rear; front side with optical unit, rear side with display and connectors.

Single-point Laser Doppler Vibrometer performing vibration measurement on a bridge structure; a person monitors the measurement data on a laptop.

Podczas pomiaru jednopunktowego wiązka lasera jest kierowana na zdefiniowane miejsce na powierzchni. Przesunięcie Dopplera odbitego światła spowodowane ruchem jest analizowane w zintegrowanym interferometrze, aby precyzyjnie wyznaczyć prędkość, przemieszczenie i przyspieszenie obiektu – całkowicie bezkontaktowo i bez wpływu na obiekt.

Single-point Laser Doppler Vibrometer shown from the front and rear; optical unit on the front side, display and connectors on the back.

Krok 1: Przygotowanie i podłączenie
Włącza się wibrometr, a następnie go podłącza. Połączenie można nawiązać przez Ethernet z komputerem PC. W takim przypadku urządzenie jest wykrywane po jego adresie IP w oprogramowaniu Optomet. Alternatywnie sygnały pomiarowe mogą być podawane bezpośrednio do własnego systemu akwizycji danych przez wyjście analogowe.

Measurement object with visible green pilot laser used for alignment of the single-point Laser Doppler Vibrometer.

Krok 2: Pozycjonowanie i ogniskowanie
Zielony laser pilotujący wskazuje punkt pomiarowy. Po ustawieniu system automatycznie ogniskuje się na zdefiniowaną odległość roboczą. Zapewnia to stabilny sygnał wsteczny.

Single-point Laser Doppler Vibrometer in a desktop measurement setup; a person monitors the data in the software.

Krok 3: Pomiar i analiza
Po sprawdzeniu sygnału wybiera się zakres pomiarowy i filtry. Sygnały drgań są rejestrowane z prędkością do 312 MSamples/s w zakresie częstotliwości od DC do 50 MHz. Prędkość, przemieszczenie i przyspieszenie są wizualizowane w czasie rzeczywistym.

Gotowość do pomiaru w około 5 minut

Po włączeniu i automatycznym zogniskowaniu system jest gotowy do użycia w ciągu zaledwie kilku minut – od podłączenia do pierwszego pomiaru.

Pomiar i wyświetlanie na żywo prędkości, przemieszczenia i przyspieszenia
Analiza w dziedzinie czasu i częstotliwości
Automatyczne wyszukiwanie pików do wyświetlania maksymalnych amplitud
Rejestracja i eksport danych pomiarowych
Zakres częstotliwości DC–50 MHz
Odpowiedni dla obiektów obracających się i ruchomych
Pomiar drgań do 50 m/s
Najlepsza rozdzielczość przemieszczenia: 0,05 pm
Zmienne odległości robocze od 0,006 m do 300 m

W zależności od zadania pomiarowego wibrometry jednopunktowe rejestrują drgania w jednym kierunku, w trzech kierunkach lub jednocześnie w wielu punktach.

Wybór wariantu zależy od celu pomiaru: czy należy precyzyjnie przeanalizować pojedyncze drganie, wyznaczyć ruch w trzech kierunkach przestrzennych, czy też jednocześnie zbadać zachowanie kilku punktów.

Pomiary jednopunktowe 1D

Single-point Laser Doppler Vibrometer measuring a rotating drill; the laser beam is aligned with the tool surface.

Wibrometry 1D rejestrują drgania wzdłuż pojedynczej osi przestrzennej, czyli w kierunku wiązki lasera.
Ten wariant jest idealny do ukierunkowanych pomiarów jednopunktowych – na przykład do charakteryzowania pojedynczych komponentów, przeprowadzania analiz modalnych lub kontroli jakości w środowiskach produkcyjnych.

Ponieważ pomiar jest całkowicie bezkontaktowy, obiekt badany pozostaje nienaruszony – nawet w przypadku wrażliwych lub bardzo szybko poruszających się struktur.

Typowe zastosowania obejmują analizę strukturalną budynków i mostów, kontrolę obracających się narzędzi lub napędów, takich jak wiertła i łożyska, zapewnienie jakości na liniach produkcyjnych oraz analizę wibroakustyczną głośników, czujników lub komponentów mikrofonowych.

Pomiary jednopunktowe 3D

3D single-point measurement setup on a brake disc; the vibrometer captures vibration data from multiple directions.

Wibrometry 3D łączą trzy wiązki lasera w jednym systemie i mierzą ruch punktu pomiarowego we wszystkich kierunkach przestrzennych (x, y, z).
Umożliwia to wyznaczenie pełnych wektorów drgań oraz precyzyjną analizę złożonych wzorców ruchu.

Typowe zastosowania można znaleźć w badaniach i rozwoju, na przykład w pomiarach na gorących lub trudno dostępnych komponentach w środowiskach testowych silników, gdzie konwencjonalne trójosiowe akcelerometry nie mogą być stosowane ze względu na wymagania montażu kontaktowego lub wysokie temperatury.

Wibrometry 3D umożliwiają w pełni bezkontaktowe pomiary, oferując w takich środowiskach wszystkie zalety metod optycznych.

Pomiary wielopunktowe

Multi-point laser vibrometry setup on a turbine with multiple measurement stations and aligned laser beams.

Pomiary wielopunktowe można realizować na różne sposoby:

W serii SMART synchronizacja jest w pełni zintegrowana: kilka jednopunktowych wibrometrów SMART komunikuje się bezpośrednio ze sobą i synchronizuje cyfrowo przez Ethernet. W razie potrzeby podstawa czasu może być również wspierana przez GPS, co umożliwia precyzyjne dopasowanie pomiarów nawet w różnych lokalizacjach.

Dodatkowo dostępne są systemy wielowłóknowe. Należą do nich SMART Multi-Fiber oraz seria Fiber z linii produktowej CLASSIC. Oba rozwiązania pozwalają na podłączenie wielu światłowodowych głowic pomiarowych do jednego urządzenia i są szczególnie dobrze przystosowane do zastosowań, w których kilka punktów pomiarowych musi być rejestrowanych równolegle.

Umożliwia to precyzyjną analizę złożonego zachowania ruchowego, na przykład w przemysłowej kontroli jakości lub w badaniach.

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

„Od ponad dwóch dekad Optomet jest synonimem precyzyjnego pomiaru drgań. Nasze jednopunktowe wibrometry laserowe dostarczają wiarygodne dane – od analizy laboratoryjnej po przemysłową kontrolę jakości.”

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

Poproś o konsultację

Porównanie: wibrometry jednopunktowe i skanujące

	Wibrometr jednopunktowy	Wibrometr skanujący
Zasada pomiaru	Mierzy drgania w zdefiniowanym punkcie wzdłuż osi lasera.	Automatycznie skanuje powierzchnię i mierzy w wielu punktach, tworząc kompletną mapę drgań.
Zmiana położenia	Wymagana, gdy trzeba zmierzyć inny punkt. Alternatywnie możliwa poprzez zastosowanie wielu wibrometrów jednopunktowych lub światłowodowych głowic pomiarowych.	Niewymagana – wiązka lasera jest odchylana za pomocą zintegrowanego lustra i automatycznie prowadzona po obszarze pomiarowym.
Informacja przestrzenna	Informacja 1D (prędkość, przemieszczenie, przyspieszenie wzdłuż jednej osi)	Informacja powierzchniowa 2D lub 3D, w zależności od konfiguracji systemu
Typowe zastosowania	Pomiary jednopunktowe na maszynach, narzędziach, mostach lub komponentach w kontroli jakości	Pełnopolowa analiza drgań, analiza modalna i badania strukturalne złożonych komponentów

Optomet oferuje jednopunktowe wibrometry laserowe w dwóch liniach produktowych, z których każda odpowiada na inne wymagania.

Wibrometry laserowe serii CLASSIC to solidne systemy o przejrzystej strukturze i prostej konfiguracji – idealne do ugruntowanych zadań pomiarowych w laboratoriach i środowiskach przemysłowych. Seria SMART rozszerza to podejście o w pełni zintegrowaną komunikację systemową: wiele urządzeń można bezpośrednio połączyć, precyzyjnie zsynchronizować i elastycznie łączyć w modułowe układy pomiarowe. Dodatkowo akwizycja danych jest już zintegrowana z systemem i działa w czasie rzeczywistym.

Optomet Nova Laser Doppler Vibrometer from the Classic Series shown from the front on a neutral surface.

Nova (seria Classic)

Seria CLASSIC Nova to cyfrowy wibrometr laserowy Dopplera (LDV) z wolną wiązką i źródłem lasera SWIR (1550 nm).

Łączy wysoką stabilność sygnału z solidną konstrukcją i jest szczególnie dobrze przystosowana do pomiarów na powierzchniach ciemnych, chropowatych lub gorących.

Dowiedz się więcej o serii Nova | Karta katalogowa serii Nova (PDF)

Optomet Nova-Xtra Laser Doppler Vibrometer performing a measurement on a bridge structure; a person monitors the data on a laptop.

Nova-Xtra (seria Classic)

CLASSIC Nova-Xtra rozszerza serię Nova o system zaprojektowany do pomiarów na duże odległości, sięgających 300 m.

Ten wibrometr laserowy SWIR z wolną wiązką jest przeznaczony do zastosowań, w których drgania muszą być mierzone na odległych lub trudno dostępnych strukturach – na przykład w inżynierii lądowej, lotnictwie i kosmonautyce lub w inspekcjach obiektów wielkoskalowych.

Dowiedz się więcej o Nova-Xtra | Karta katalogowa Nova-Xtra (PDF)

SMART Single+

SMART Single+ łączy wibrometr, akwizycję danych i generowanie sygnału w jednym urządzeniu, zgodnie z zasadą „laboratorium w urządzeniu” serii SMART. Wszystkie kluczowe funkcje pomiarowe, referencyjne i analityczne są zintegrowane, w tym możliwość podłączenia dodatkowych czujników i bezpośredniej wizualizacji sygnałów.

System jest modułowy i rozszerzalny: dodatkowe urządzenia SMART można bezpośrednio połączyć, a one automatycznie synchronizują się ze wspólną podstawą czasu. Umożliwia to elastyczne układy wielopunktowe ze spójnymi danymi pomiarowymi, odpowiednie do efektywnego użytkowania zarówno w laboratoriach, jak i w środowiskach przemysłowych.

Dowiedz się więcej o SMART Single+ | Karta katalogowa SMART Single+ (PDF)

SMART Multi-Fiber

SMART Multi-Fiber umożliwia jednoczesne, zsynchronizowane pomiary drgań w maksymalnie czterech punktach za pomocą jednego urządzenia. Dzięki światłowodowym głowicom pomiarowym można niezawodnie rejestrować nawet trudno dostępne obszary.

System łączy modułową elastyczność z precyzyjną akwizycją danych i jest w pełni zintegrowany z serią SMART.

Dowiedz się więcej o SMART Multi-Fiber | Karta katalogowa SMART Multi-Fiber (PDF)

Fiber-optic measurement heads from the Classic Series combined with a free-beam Laser Doppler Vibrometer; setup for single-point measurements.

Fiber (seria Classic)

Seria CLASSIC Fiber opiera się na technologii serii Nova i rozszerza ją o kompaktowe, światłowodowe głowice pomiarowe zapewniające maksymalną elastyczność. Systemy umożliwiają precyzyjne, sekwencyjne pomiary jednopunktowe za pomocą wielu głowic światłowodowych.

Opcjonalnie można podłączyć różne głowice światłowodowe, z których każda jest zoptymalizowana pod kątem różnych odległości pomiarowych i charakterystyk powierzchni.

Dowiedz się więcej o serii Fiber | Karta katalogowa serii Fiber (PDF)

SMART 3D-Fiber

SMART 3D-Fiber łączy światłowodową technologię pomiarową z trójwymiarową analizą drgań. Trzy wiązki lasera jednocześnie rejestrują ruch pojedynczego punktu pomiarowego we wszystkich kierunkach przestrzennych – idealne do zastosowań, w których należy zbadać zależności kierunkowe lub złożone wzorce odkształceń.

System wykorzystuje modułową architekturę serii SMART i może być elastycznie synchronizowany z dodatkowymi urządzeniami.

Dowiedz się więcej o SMART 3D-Fiber | Karta katalogowa SMART 3D-Fiber (PDF)

Kluczowa różnica między SMART Multi-Fiber a wielowłóknowym rozwiązaniem serii CLASSIC tkwi w metodzie akwizycji danych. W przypadku SMART Multi-Fiber wiele punktów pomiarowych jest rejestrowanych jednocześnie, ponieważ wszystkie kanały działają na wspólnej, automatycznie zsynchronizowanej podstawie czasu. W serii CLASSIC Fiber akwizycja danych odbywa się sekwencyjnie; punkty pomiarowe są przełączane jeden po drugim, zazwyczaj z czasem przełączania wynoszącym około 20 ms.

Jednopunktowe wibrometry laserowe są wykorzystywane w szerokim zakresie zastosowań do precyzyjnego i bezkontaktowego pomiaru drgań — od rozwoju produktu po testy końca linii.
Umożliwiają pomiary na różnorodnych strukturach i materiałach oraz dostarczają wiarygodnych danych do badań, rozwoju i zapewnienia jakości.

Typowe zastosowania:

Stanowiska testowe końca linii w produkcji i zapewnieniu jakości
Zautomatyzowane zadania pomiarowe z integracją interfejsu cyfrowego lub analogowego
Pomiary na duże odległości na mostach, budynkach lub strukturach przemysłowych (np. do 300 m z Nova Xtra)
Analiza drgań komponentów maszyn w celu wykrywania rezonansów i niewyważeń
Badania strukturalne cienkościennych komponentów, blach lub płyt
Analiza mikrostrukturalna komponentów MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)
Badania akustyczne membran głośnikowych, mikrofonów i czujników

Tutaj znajdziesz odpowiedzi na często zadawane pytania dotyczące działania, zastosowania i integracji jednopunktowych wibrometrów laserowych.

Jednopunktowy wibrometr laserowy mierzy prędkość, przemieszczenie lub przyspieszenie drgań w pojedynczym zdefiniowanym punkcie. W przeciwieństwie do niego, wibrometry skanujące lub 3D rejestrują drgania w wielu punktach lub jednocześnie w kilku kierunkach przestrzennych.

Systemy jednopunktowe są idealne, gdy konkretny punkt pomiarowy musi zostać szczegółowo zbadany — na przykład do analizy rezonansów, badań materiałowych lub weryfikacji funkcjonalnej pojedynczych komponentów.

Wibrometry laserowe | SMART Scan+ | SMART 3D-Scan | SMART 3D-Fiber

Wibrometr jednopunktowy stosuje się, gdy pojedyncze struktury lub komponenty muszą zostać zbadane z wysoką precyzją. Jest to szczególnie istotne w zapewnieniu jakości, badaniach lub środowiskach stanowisk testowych, gdzie wymagane są ukierunkowane pomiary punktowe.

Typowe zastosowania obejmują analizę drgań komponentów maszyn, materiałów, wyrobów medycznych, konstrukcji budowlanych lub komponentów MEMS.

Wibrometr kieruje wiązkę lasera na powierzchnię obiektu badanego. Z przesunięcia częstotliwości odbitego światła spowodowanego drganiem (efekt Dopplera) system oblicza ruch punktu pomiarowego.

Metoda ta jest całkowicie bezkontaktowa i nie wymaga fizycznego mocowania czujników do obiektu.

Ponieważ system mierzy bez fizycznego kontaktu, nie wpływa na masę obiektu badanego. Skutkuje to niezmienionymi, dokładnymi danymi pomiarowymi — nawet w przypadku wrażliwych, gorących lub ruchomych komponentów.

Ponadto nie ma nakładu pracy na instalację, jak w przypadku konwencjonalnych czujników, a pomiary można wykonywać szybko i z wysoką powtarzalnością.

Tak. Dzięki pozycjonowaniu ręcznemu lub automatycznemu wibrometr może mierzyć sekwencyjnie w różnych punktach. W połączeniu z wieloma urządzeniami lub światłowodowymi głowicami pomiarowymi (np. SMART Multi-Fiber) wiele punktów można również rejestrować jednocześnie.

Pozwala to elastycznie dostosować system do konkretnego zadania pomiarowego.

Wibrometry jednopunktowe oferują interfejsy cyfrowe i analogowe, takie jak Ethernet, USB lub BNC, co pozwala na ich bezpośrednią integrację ze stanowiskami testowymi, systemami pomiarowymi lub zautomatyzowanymi procesami produkcyjnymi.

Wejścia i wyjścia wyzwalające umożliwiają bezproblemową integrację systemów z istniejącymi stanowiskami testowymi i przepływami pracy automatyzacji.

Zasadniczo pomiary można wykonywać na niemal każdej powierzchni — w tym na materiałach ciemnych, chropowatych lub błyszczących. Technologia lasera SWIR (1550 nm) stosowana w systemach Optomet zapewnia stabilną jakość sygnału, nawet na wymagających powierzchniach.

Możliwa odległość pomiarowa zależy od typu systemu. Standardowe urządzenia serii SMART i CLASSIC obejmują odległości od kilku milimetrów do kilku metrów.

Wyspecjalizowane modele, takie jak CLASSIC Nova-Xtra, umożliwiają pomiary na odległościach do 300 m — na przykład do badań strukturalnych lub inspekcji na zewnątrz.

Seria CLASSIC oferuje solidne, przejrzyście zbudowane systemy zaprojektowane do ugruntowanych zadań pomiarowych w środowiskach laboratoryjnych i przemysłowych. Akwizycja danych jest cyfrowa, ale przeznaczona do pracy na pojedynczym urządzeniu lub do sekwencyjnych pomiarów wielopunktowych — w konfiguracjach wielowłóknowych punkty pomiarowe są przełączane jeden po drugim.

Seria SMART rozszerza tę koncepcję o w pełni zintegrowaną architekturę systemu. Wiele urządzeń można bezpośrednio połączyć i automatycznie zsynchronizować, co umożliwia jednoczesne rejestrowanie pomiarów wielopunktowych. Układy można elastycznie rozbudowywać i łączyć w modułowe systemy pomiarowe, w tym wspólną podstawę czasu i zintegrowane funkcje analityczne.

Obie serie opierają się na tych samych optycznych zasadach pomiaru, ale różnią się architekturą systemu, możliwością rozbudowy oraz sposobem realizacji pomiarów wielopunktowych.

Systemy Optomet są obsługiwane za pomocą SMART Lab (seria SMART) lub OptoGUI (seria CLASSIC). Obie aplikacje zapewniają zdalne sterowanie, akwizycję danych i analizę danych pomiarowych w czasie rzeczywistym.

Dane można dalej przetwarzać za pomocą otwartych interfejsów (np. MATLAB, LabVIEW lub Python) lub integrować z istniejącymi systemami.

Źródła lasera
Podstawy typów laserów stosowanych w wibrometrii – Helium-Neon, SWIR i systemy światłowodowe.

Laserowa wibrometria Dopplera
Budowa, zasada działania i obszary zastosowań laserowej wibrometrii Dopplera.

Pomiar drgań
Metody, układ pomiarowy i ocena danych drganiowych w badaniach i przemyśle.

Efekt Dopplera
Fizyczna zasada laserowej wibrometrii Dopplera – podstawa precyzyjnego pomiaru prędkości.

Przetwarzanie sygnału
Analiza danych drganiowych za pomocą FFT, oceny w dziedzinie częstotliwości i przetwarzania w czasie rzeczywistym.