Źródła laserowe do precyzyjnych pomiarów drgań

Wprowadzenie do świata laserów i wibrometrów

Rodzaj źródła laserowego odgrywa kluczową rolę w precyzyjnym bezdotykowym pomiarze drgań, zwłaszcza w rozwoju zaawansowanych laserowych wibrometrów dopplerowskich (LDV) do różnych zastosowań. Poniżej przyjrzymy się bliżej dwóm typom źródeł laserowych i omówimy ich zastosowania w wibrometrii.

Laser helowo-neonowy (HeNe): klasyka w wibrometrii

 

Źródła laserowe helowo-neonowe (źródła laserowe HeNe) są stosowane w konwencjonalnych laserowych wibrometrach dopplerowskich od wielu lat, a dzięki swoim unikalnym właściwościom są użytecznym narzędziem do bezkontaktowego pomiaru drgań. Laser helowo-neonowy jest niezbędnym narzędziem w wibrometrii dzięki swoim unikalnym właściwościom i wszechstronności. Laser gazowy składa się z mieszaniny helu i neonu i emituje czerwone światło o długości fali 632,8 nm.

Komercyjne lasery HeNe są stosunkowo małymi urządzeniami o długości wnęki zwykle od 15 do 50 cm, ale czasami do około 1 metra, aby osiągnąć najwyższe moce i optyczne moce wyjściowe od 0,5 do 50 mW. Dokładna długość fali czerwonych laserów He-Ne w próżni wynosi 632,991 nm i jest załamywana do około 632,816 nm w powietrzu.

Wiązka emitowana przez lasery HeNe jest widoczna dla ludzkiego oka i może być ustawiana bez żadnych pomocy. Stosunkowo krótka długość fali umożliwia precyzyjne skupienie wiązki lasera na bardzo małym punkcie pomiarowym, co sprawia, że laser HeNe jest szczególnie odpowiedni do pomiaru mikrostruktur i drobnych szczegółów. Wibrometry z laserami HeNe są regularnie używane, jeśli wystarczający sygnał jest rozpraszany z powrotem z obiektu pomiarowego, powierzchnia pomiarowa ma wystarczający współczynnik odbicia lub pomiary mają być wykonywane przez wodę, ponieważ światło o długości fali 633 nm przenika przez wodę prawie bez przeszkód.

Przedstawienie skupionej czerwonej wiązki lasera przechodzącej przez szklaną rurkę. Wiązka lasera zwęża się w środku rury, po czym ponownie się rozchodzi. Scena podkreśla precyzję i skupienie wiązki światła w zastosowaniach optycznych.
Poznaj serię SMART

Laser na podczerwień: wszechstronny

 

Optomet polega na najnowszej i najbardziej zaawansowanej technologii lasera podczerwonego o krótkiej długości fali (SWIR) w celu zapewnienia najlepszej jakości sygnału dla wymagających zadań pomiarowych.

Zastosowany laser SWIR emituje niewidzialne światło o długości fali 1550 nm i mocy wyjściowej do 10 mW. Zapewnia to dziesięciokrotnie większą moc wyjściową niż laser HeNe. W połączeniu z fotodetektorami o sprawności przekraczającej 98%, daje to o 20 dB wyższy stosunek sygnału do szumu (SNR) w porównaniu z konwencjonalnymi laserami HeNe LDV.

 

Pomimo wyższej mocy lasera, laser SWIR ma najwyższą klasę ochrony laserowej 1 zgodnie z normą EN 60825-1 i dlatego jest bezpieczny dla oczu. Ciecz w oku pochłania światło podczerwone i w ten sposób chroni oko. Niewidzialna wiązka pomiarowa jest pozycjonowana za pomocą współosiowo prowadzonego zielonego lasera pilotującego (długość fali: ok. 532 nm). Moc lasera pilotującego jest ograniczona do 1 mW, co skutkuje klasyfikacją do 2 klasy ochrony laserowej zgodnie z normą EN 60825-1. Dlatego wibrometry Optomet SWIR zawsze mają klasę ochrony laserowej 2 dla całego systemu.

Das Bild zeigt den Nova Infrarot Laser Vibrometer aus der Nova-Serie, ein hochpräzises und vielseitiges Messgerät für dunkle Oberflächen, biologisches Gewebe und große Entfernungen. Das Gerät ist komplett in blau.

 

Obecnie, oprócz niektórych zastosowań, w których wymagane są unikalne właściwości laserów HeNe, lasery SWIR są optymalnym wyborem do laserowej wibrometrii dopplerowskiej, a Optmet odgrywa wiodącą rolę w wibrometrii SWIR. Dzięki połączeniu wyższej mocy wyjściowej i bardziej czułych fotodetektorów, wibrometry SWIR oferują wyższy współczynnik SNR i dlatego są szczególnie odpowiednie do wymagających zadań pomiarowych, w których wibrometry z konwencjonalnymi źródłami laserowymi osiągają swoje granice. Nawet na ciemnych, chropowatych, zakrzywionych lub innych powierzchniach o niskim współczynniku odbicia, wibrometr na podczerwień eliminuje potrzebę obróbki powierzchni pomiarowej. Pomiary drgań na dużych odległościach są również niekwestionowaną domeną SWIR LDV, podobnie jak pomiary na świecących powierzchniach i tkance biologicznej. Wysoka stabilność temperaturowa i długa żywotność oferują dodatkowe korzyści. Wszystkie te cechy dotyczą również nowej serii SMART firmy Optomet.

 

Zastosowania w praktyce: Laserowe wibrometry dopplerowskie

 

Laserowe wibrometry dopplerowskie (LDV) są niezbędnymi narzędziami w wielu dziedzinach, w tym w inżynierii, materiałoznawstwie, biologii, medycynie i wielu innych. Umożliwiają one bezkontaktowe, precyzyjne pomiary drgań i wibracji na powierzchniach różnych materiałów i struktur.

Od kontroli jakości w produkcji po badanie tkanek biologicznych, zastosowania LDV są niemal nieograniczone. Dzięki możliwości dostarczania danych o wysokiej rozdzielczości w czasie rzeczywistym, LDV są niezbędnym narzędziem w badaniach, rozwoju i kontroli jakości.

Masz pytania? Skontaktuj się z nami teraz!

Przyszłość wibrometrii: innowacje i postępy

 

Wibrometria to stale rozwijająca się dziedzina, napędzana przez innowacje technologiczne i nowe wyniki badań. Ciągłe udoskonalanie źródeł laserowych i technologii LDV umożliwia bardziej precyzyjne pomiary i jeszcze szerszy zakres zastosowań.

Od klasycznych laserów HeNe po nowoczesne lasery na podczerwień, wybór wibrometrów jest bardziej zróżnicowany niż kiedykolwiek wcześniej. W Optomet nieustannie pracujemy nad ulepszaniem naszych produktów i usług, oferując naszym klientom innowacyjne rozwiązania dla ich zadań pomiarowych.

Dalsze tematy dotyczące podstaw i technologii pomiarowych

Wibrometria laserowa
Pomiar wibracji
Efekt Dopplera
Przetwarzanie sygnału