Авіаційний лазерний вимірювач вібрацій

Abstract

З середини 60-х років минулого століття лазерні технології почали ставати невід'ємною частиною наукових і технологічних процесів, поступово знаходячи нові сфери застосування. Ефект Доплера, що використовується в декодерах лазерного випромінювання, спочатку застосовувався для вимірювання швидкості потоку рідин, а потім область його застосування значно розширилася, аж до вимірювання вібрації деталей та виробів під час їх експлуатації та випробувань у лабораторних умовах на вібраційному устаткуванні а особливо в авіації. Так виникла лазерна (доплерівська) віброметрія. Ефект Доплера полягає в тому, що світло (хвильове випромінювання), відбите від об'єкта, що рухається, змінює свою частоту пропорційно швидкості об'єкта. Враховуючи, що лазерний промінь є монохроматичним випромінюванням (на одній певній або на декількох певних довжинах хвиль), ми можемо дуже точно виміряти доплерівську зміну його частоти при відображенні від об'єкта, що коливається, і тим самим дуже точно виміряти швидкість такого об'єкта. Більше того, доплерівське зміщення практично лінійно залежить від швидкості об'єкта, що освітлюється (опромінюваного). Особливий інтерес представляє вимірювання доплерівського зміщення у віброметрії, що дозволяє проводити вимірювання у будь-якій видимій точці без додавання масового (інерційного) навантаження, адже наклеєний на виріб датчикакселерометр додає масу та змінює вібраційні характеристики об'єкта. Крім того, не завжди і не скрізь можна встановити акселерометр, особливо на гарячих або легких місцях. Тому лазерна віброметрія відрізняється від традиційної величезними діапазонами вимірів, високою точністю та достовірністю. Ще одна перевага лазерної віброметрії пов'язана з простотою реалізації вимірювання в багатьох точках об'єкта за рахунок перенаправлення (розгорнення) променя лазера. Тому лазерний віброметр, що сканує, дозволяє побудувати безконтактним методом повну віброграму виробу при реальному навантаженні під час експлуатації або в лабораторії для виявлення слабких або резонуючих місць у конструкції, щоб поліпшити вібраційні та акустичні характеристики випробуваного виробу.