La propagación de las ondas sonoras en un medio (por ejemplo, el aire) provoca una variación espacial y temporal de la densidad. Como la densidad del medio afecta su índice de refracción y, por ende, la velocidad de la luz, los cambios de densidad causados por las ondas sonoras pueden hacerse visibles mediante el uso de un Vibrómetro Láser-Doppler.

Para ello, el haz láser, que pasa por el campo acústico a medir, que atraviesa el campo de sonido a medir, escanea una superficie blanca estática y detecta la señal reflejada. Las diferencias de las fases interferométricas medidas resultan en lo siguiente, a diferencia de las aplicaciones típicas de la Vibrometría, los resultados no son obtenidos del movimiento de la reflexión del objeto, sino de la variación del tiempo de respuesta del Vibrómetro al reflector y de regreso al instrumento de medición, que está condicionado por las fluctuaciones de la densidad.

Debido a las fluctuaciones del índice de refracción, varía el tiempo de tránsito del recorrido del haz láser desde el Vibrómetro de Láser-Doppler (LDV) hasta un reflector ubicado detrás del campo acústico y de regreso al Vibrómetro. Una pared blanca puede servir como reflector, por ejemplo. Este cambio de tiempo de tránsito conduce a un cambio de fase detectado por el Vibrómetro.

La densidad y, por lo tanto, las fluctuaciones de presión causadas por las ondas sonoras pueden visualizarse utilizando el software OptoSCAN. Ejemplos de aplicación incluyen la medición del campo acústico para el desarrollo de transductores ultrasónicos y altavoces. Utilizando técnicas tomográficas, también es posible reconstruir la geometría tridimensional del campo acústico.

Los Transductores Ultrasónicos se utilizan comúnmente en ensayos no destructivos o generación de señales ultrasónicas. La imagen muestra el campo acústico de un Transductor Ultrasónico divergente, el cual fue medido utilizando un Vibrómetro Láser de Barrido Optomet.

La Soldadura por ultrasonido es un proceso para unir termoplásticos y materiales metálicos utilizando vibraciones mecánicas con frecuencias de 20 kHz y/o superiores. Las amplitudes típicas están en el rango de 2 dígitos de micrómetros (µm). Debido a las frecuencias relativamente altas, se obtienen velocidades de vibración de varios metros por segundo, lo que a su vez asegura la entrada de energía necesaria para la fusión en la zona de soldadura.

Los Vibrómetros Láser-Doppler Optomet, con velocidades de medición de hasta 25 m/s, son herramientas excelentes para capturar y optimizar el complejo proceso de soldadura hasta el último detalle. Un Vibrómetro Láser de Barrido puede, por ejemplo, medir y visualizar las formas de vibración operativas del sonotrodo.

Los Vibrómetros Láser, por ejemplo, ayudan a desarrollar herramientas eficientes para procesos de ultrasonido, validar modelos de elementos finitos (FEM), determinar parámetros de simulación, coordinar sonotrodos, realizar pruebas de calidad en sus productos o, por ejemplo, en piezas cerámicas.

Con un Vibrómetro Láser-Doppler de Barrido Optomet, es posible medir las vibraciones en toda la superficie de los sonotrodos y visualizar el rango de vibraciones en las que opera. Especialmente en el filo del sonotrodo, se pueden desarrollar modos de vibración perturbadores con altas amplitudes, lo que puede afectar significativamente el resultado de la soldadura por ultrasonidos.

Las fuentes de interferencias y vibraciones en frecuencias no deseadas se pueden identificar de manera rápida y sencilla. La validación de Modelos de Elementos Finitos (FEM) permite un desarrollo sistemático del proceso de soldadura y de las instalaciones sobre una base segura.