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Fachartikel aus MECHATRONIK 5/2016, S. 26 bis 27

Laser-Scanning-Vibrometrie

Mehr Licht, mehr Produktivität

Laser-Scanning-Vibrometrie hat sich als berührungsloses, rückwirkungsfreies, schnelles und ächenhaftes Verfahren zur Messung von Schwingungen in vielen Anwendungsbereichen bewährt. Die Anforderungen an die optische Emp ndlichkeit der Vibrometer steigen jedoch.

Bild: Polytec
Die Laser-Scanning-Vibrometrie im Fahrzeugbau. (Bild: Polytec)

Jörg Sauer, Ellen-Christine Reiff

Obwohl heute nahezu jedes Produkt am Bildschirm entsteht und leistungsfähige Modelle es erlauben, wichtige Produkteigenschaften präzise zu gestalten und vorherzusagen, ist nach wie vor die Analyse des Prototyps unverzichtbar und der Prüfstein eines Modells. Da sich die tatsächlichen dynamischen Eigenschaften anhand der optischen Schwingungsanalyse zuverlässig ermitteln lassen, sind Scanning-Vibrometer überall dort ein wichtiges Testinstrument, wo die dynamischen und akustischen Eigenschaften zu den wesentlichen Qualitätsmerkmalen der Produkte gehören.

Das Verfahren, das sich für Modaltests großer Strukturen ebenso eignet wie für Schwingformanalysen kleinerer Geräte, basiert auf der Laser-Doppler-Vibrometrie. Bei dieser werden aus dem von einer schwingenden Struktur zurück gestreuten Laserlicht Schwingfrequenz und -amplitude bestimmt. Bei einem Scanning-Vibrometer ist das Laser-Doppler-Vibrometer nun mit einer Scanner-Spiegel-Einheit und einer Videokamera in einem gemeinsamen Messkopf integriert.Während der Messung scannt der Laserstrahl die Oberfläche des Messobjekts und liefert so eine räumlich hoch aufgelöste Reihe von Einzelpunktmessungen. Diese sequenziell gemessenen Schwingungsdaten werden zu einem gemeinsamen flächenhaften Datenmodell zusammengesetzt und lassen sich dann je nach Applikation entsprechend auswerten.


Optische Empfindlichkeit bestimmt Leistung


Die optische Empfindlichkeit definiert die Leistungsfähigkeit eines Scanning-Vibrometers. Sie bestimmt, auf welchen Oberflächen gemessen werden kann und ist verantwortlich für den Signal-Rauschpegel, den Messabstand und damit auchfür die Größe der scanbaren Fläche. Von einer höheren Empfindlichkeit kann der Anwender also gleich in mehrfacher Hinsicht profitieren: Gute Messdaten mit niedrigem Rauschen lassen sich dann auch von eher schlecht reflektierenden Oberflächen erhalten. Außerdem müssen kritische Objektoberflächen nicht zwangsläufig vorbehandelt werden. Dadurch verkürzt sich die Vorbereitungszeit für Prüfungen und Messungen sind selbst bei Oberflächen möglich, die keine Veränderungen erlauben – zum Beispiel bei biologischen Anwendungen oder in der Raumfahrt.

www.polytec.com


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