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レーザドップラ振動計を用いた小型構造物の振動速度計測の高速化

使用激光多普勒测振仪加速小型结构的振动速度测量

基本信息

批准号：
20919014
负责人：
高橋久徳
金额：
$ 0.37万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20919014/
关键词：
LDV スキャニング

项目摘要

研究目的:レーザドップラ振動測定(LDV)とはドップラ効果を利用した非接触式の振動測定技術である。LDVでは、水中であっても、質量負荷を加えることなく、高温、微細、または軟質表面の測定を行うことができる。一般的なレーザ振動計は内部基準と測定ビームの位相差を検出する2光干渉装置である。測定ビームの焦点を対象物に合わせると散乱して干渉計に戻ってくる。今回、既存のレーザドップラ振動計に新たにスキャニング機能を搭載することにより、小型構造物の振動速度分布を複数の測定ポイントを一度に測定することによって従来の単点測定と比較し、10分の1から20分の1まで測定時間が短縮されることが期待できる。測定値の表示・判定・アニメーション化まで可能な面振動計測システムの構築する。周波数は、DC～1MHzまで測定可能とする。任意の加振信号に対する振動量(速度信号・変位信号)の測定を行うこととする。また、2軸のガルバノミラーによるレーザビームのスキャニング機能で20mmのX-Y平面を測定可能。さらに、電動ステージと組み合わせて、±45mmのX-Y平面の大きさまで測定できるようにする。研究方法:既存のシングルポイントLDV、2軸XYステージ、制御用PCをGPIBケーブルで連結し、測定機器制御用アプリケーション(LabVIEW)及び、行列データ処理アプリケーション(MATLAB)を用いてスキャニング機能を搭載したLDVのシステムを構築した。制御用PCによって測定位置、ステージ移動速度、ステージステップ移動距離などの条件を決定することができ、LDV測定信号を行列信号として処理して、アニメーション表示することができる。研究成果:従来のシングルポイントLDVを活用することにより、測定範囲、時間的サンプリング間隔、空間的サンプリング間隔などを測定対象によって変更することか可能なスキャニングLDVシステムを構築した。測定条件の決定から結果のアニメーション表示までを容易に行うことが可能であり、市販のスキャニングLDVに比べて安価であり、グラフィカルユーザインターフェースやデータ抽出の変更も自由に行うことができる。

The purpose of this study is to make use of non-contact vibration measurement technology. LDV, water, mass load, high temperature, fine, soft surface measurement General vibration meter internal reference to determine the phase difference between the two optical interference device. The focus of the measurement is on the object. The vibration velocity distribution of small-sized structures is measured in a plurality of degrees. The measurement time is shortened by comparing the measurement time of single points from 10 minutes to 1 minute and 20 minutes to 1 minute. Measurement of the value of the expression, determination, transformation and possible surface vibration measurement system construction Frequency, DC~1MHz. Any vibration signal (velocity signal) 2-axis X-Y plane measurement is possible. In addition, the electric motor assembly is assembled and measured in the X-Y plane of ±45 mm. Research methods: Existing system configuration LDV, 2-axis XY system configuration PC GPIB system configuration link, measurement system configuration (LabVIEW) and matrix system configuration (MATLAB) are used to configure LDV system configuration. Control PC to determine the position, speed, distance of movement, LDV to determine the signal array, processing, etc. Research results: LDV system utilization, measurement range, time interval, spatial interval, measurement object, change, possible LDV system construction The determination of the condition is easy.