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しじんよどぎみ
5 years ago
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1 新世代レーザドップラー振動計 (LDV)

2 目次レーザドップラー振動計 (LDV) の理論 LDVの構造およびタイプ LDVの応用 WOE 社のLDV とその仕様まとめ

3 レーザドップラー振動計 (LDV) 光の周波数 f light = c / l ( Hz) レーザ検出器

4 レーザドップラー振動計 (LDV) 点ごとの測定指向曖昧性ヘテロダイン検出 --- AOM( 時間的キャリア ) を追加単一ピクセル検出器 (1-D 信号 )

5 レーザドップラー振動計の構造光学部分レーザ光源送信機と受信機干渉計検出器機械的部分電気的部分増幅器およびフィルター復調器ボード LCD コントロールパネル電源ソフトウェア ( 表示部, 分析部, データ記録部 )

6 市販のレーザドップラー振動計のタイプ 1. シングルポイントレーザドップラー振動計 ( 近視野 ) (a) フリースペース型

7 市販のレーザドップラー振動計のタイプ (b) ファイバーベース型

8 市販のレーザドップラー振動計のタイプ 2. 走査型レーザドップラー振動計

9 市販のレーザドップラー振動計のタイプ 3. 長距離レーザドップラー振動計

10 当社の LDV 1. ファイバーベースシングルポイントレーザドップラー振動計 2. ファイバーベースマルチポイントレーザドップラー振動計 ( 一般的な測定ポイント数 : ) 3. 長距離シングルポイントレーザドップラー振動計

11 単一信号検出器を用いた空間的エンコード型マルチビームレーザドップラー振動計 AOM によりビームアレイを生成単一の高速光検出器を使用 1-D 信号バイパスクロストーク同時測定優れた費用対効果

12 20 ビーム生成用光学セットアップのトップビュー 50MHz 100MHz Bragg Cell 20MHz Raman-Nath 250MHz = 強度分布 :

13 20 1 ) ( ) ( ) ( ) ( 2 cos i i i AOM i D i M DC t f f I I I mn n AOM m AOM n D m D m m n mn t f f f f I ) ( ) ( ) ( ) ( cos クロストーク [ 20 物体ビーム + 1 参照ビーム ] の干渉 i =1, 2,.20, m と n は整数 ;

14 半ステップの周波数シフトによって MHz, 30MHz, 390MHz ± 3.3MHz 20MHz, 40MHz, 380MHz ± 6.6MHz 小さな速度測定範囲 ±3.3MHz (±2.55m/s, 波長 1550nm); デジタル復号化システム内の半分のサンプリングレート ; データの半分の量は高速で処理

15 20- ポイントレーザドップラー振動計

16 信号のスペクトル

17 370Hz: 1300Hz: Y. Fu, M. Guo and P. B. Phua, Multi-point laser Doppler vibrometry with single detector: Principles, implementations and signal analyses, Applied Optics, Vol. 50(10), , April, 2011.

18 マルチポイントレーザドップラー振動計のレイアウト図検出器ヘッド光学システム復調システム

19 ファイバーベースの 4- ポイント LDV の試作機

20 4- ポイント LDV による測定結果衝撃試験単位 :mm 光学システム復調システム

21 ポイント E における衝撃 A B C D A B C D

22 スペクトラム Point A (30MHz) Point B (50MHz) Point C (70MHz) Point D (90MHz)

23 最初の 0.1 秒における変位テストビームの一方 ( ポイントE) に衝撃を与える共振周波数の数桁が励振される共振周波数は 131.5Hz, 351.2Hz, 565.9Hz, 1253Hz および 1813Hz, etc. 観測 : 4ポイントの位相差

24 クラックの検出周波数ベースの技術モード形状に基づく技術曲げ剛性 : EI M d dx 2 2 曲率モード形状

26 LDV のアプリケーション自動車および輸送実験モード解析 FE- テストの相 NVH テストドライブトレイン開発土木工学航空宇宙非破壊検査地上振動試験 NVH テスト実験モード解析材料と疲労試験エンジン試験マイクロ & ナノテクノロジー音響故障探傷およびビーム形成 PV/ ソーラーおよび半導体ライフサイエンスバイオメディカル聴覚とバイオメカニクス生物学医療技術音響 & 超音波スピーカーデザイン楽器超音波加工品質検査およびプロセス制御材料研究機械工学データストレージ基板とメディアアプリケーションノート

27 高度な振動測定技術は次のアプリケーションに重大な影響を与えています : 航空宇宙産業航空宇宙製品の性能品質信頼性を確保することは不可欠であるので構造試験は航空宇宙製品の設計および製造の一部です光学振動測定システムは地上振動試験材料および疲労試験エンジンのノイズ試験および振動解析および制御に適用することができます自動車産業光学振動測定システムは例えば構造力学の監視ブレーキ診断およびノイズ振動ハーシュネスの定量化など自動車産業で広く使用されていますハードディスクドライブの診断光学振動測定システムはハードディスクドライブ特に読み書きヘッドの分析に広く使用されていますマイクロおよびナノ構造の分析顕微鏡と組み合わせることで光の振動測定システムは MEMS コンポーネントのようなマイクロおよびナノ構造体の動的挙動を評価するために使用されています

28 土木構造解析橋風力発電機の回転タービン高い鉄塔および高層ビルのリモート振動測定は定期的に土木構造安全性解析に使われてきました医療および健康管理光学振動測定システムは鼓膜の診断や中耳および内耳の研究を支援することができますさらに測定システムは人工心臓の振動測定腱の機械的特性骨穿孔中または医用レーザアブレーション中の振動分析および骨の亀裂伝播の検出に使用されてきました製造業の品質管理光学振動測定システムは切断工具の振動制御および機械加工の品質管理に広く使われています

29 当社の製品 1). シングルポイントのファイバーベースレーザドップラー振動計

30 仕様 : レーザ : He-Ne レーザ (632.8nm) 周波数測定範囲 : 最大 5MHz (1 チャンネル ) 変位測定分解能 : 5pm 250kHz ( マルチチャンネル ) レーザスポットサイズ : <10µm ( 固定焦点でレンズ装着時 ) 信号出力インターフェイス : USB3.0. ファイバー : PM ファイバー ( ステンレス製保護機能付 ) ソフトウェア : Windows インターフェイス信号および周波数領域のディスプレイ信号データセーブ機能付

31 ポリテック VD-06 のデジタル復調システムとの比較時間領域緑 : ポリテック社紫 : 当社のシステム周波数領域

32 1200Hz での変位測定およびポリテック PDV-100 LDV との比較

33 2). 2 ポイントファイバーベースレーザドップラー振動計正面検出ヘッド背面

34 3). マルチポイントファイバーベースレーザドップラー振動計

35 16- ポイントレーザコヒーレント検出システム ( プロトタイプ )

36 後部ドアを閉めた時の 16 ポイント振動計測 ( 過渡事象 )

37 エンジン始動時の 16 ポイント振動計測

38 4). シングルポイント長距離レーザドップラー振動計 (100m, 200m, 300m)

39 まとめ WOE 社はシングルポイントマルチポイント遠距離の各 LDV を提供ファイバーベース構造でより柔軟でより安定にマルチポイント LDV の最先端の技術 FPGA 技術高度な計算機能より柔軟なマーケティング戦略

Microsoft Word - 学士論文（表紙）.doc

Microsoft Word - 学士論文（表紙）.doc GHz 18 2 1 1 3 1.1....................................... 3 1.2....................................... 3 1.3................................... 3 2 (LDV) 5 2.1................................ 5 2.2.......................