单点激光连续扫描测振的薄壁圆筒件模态测试

针对薄壁圆筒构件模态测试的需求,提出了基于单点激光连续扫描测振的薄壁圆筒构件模态测试方法。根据纯模态分析理论,在研究两端固定细弦自由振动的基础上,理论上建立了单点激光测振仪在两端固定的自由振动细弦上做连续扫描所得的振动信号和弦的模态振型之间的关系,研究了并提出了激光测振仪输出信号的处理方法。搭建了单点激光连续扫描测振的薄壁圆筒构件模态测试平台,对薄壁圆筒构件进行了模态实测,获得了薄壁圆筒构件前五阶固有频率和相应的模态振型,并对测试结果进行了有限元模态分析验证。结果表明,模态振型一致,固有频率误差在5%以内,证明了提出方法的正确性和有效性。     

激光多普勒振动传感器

一、引言振动特性分析是鉴别可靠性的重要手段,而对于不同的监测目的应利用不同的传感技术。最常用的振动传感器是加速度传感器,它的成本低、可靠性高,但是属于接触测量,必须附着在待测物体的表面,每个监测点需一个加速度传感器,而且只有进行精确标定才能进行绝对测量。此外,加速度传感器的标定还易受环境温度变化的影响,不可避免的机械共振限制了测量带宽。微声器或其它声传感元件虽属非接触测量,但仍不能消除机械共振对带宽的影响,而且环境噪声或非监测部分发射的噪声有可能湮没有用的信号。     

含圆形缺孔平板结构振型的连续扫描激光测试

为了实现含任意圆形缺孔的平板结构的振动变形测量,提出了一种子区域划分测试与振型重构的激光连续扫描多普勒测试方法。首先,将任意圆形缺孔的平板结构表面通过子区域划分,得到完全覆盖的多个矩形和圆环形扫描的子区域,并分别使用恒速直线连续扫描和螺旋线扫描的方法,得到各子区域的振动变形;其次,考虑子区域分别扫描中存在的振幅比例、基准平面和旋转角度不同以及节径两侧反向振动等问题,拼接和重构所有子区域的振动变形,得到整体结构的振动变形;最后,将振型结果与仿真结果进行对比,模态置信因子（modal assurance criterion,简称MAC）均大于0.95,验证了方法的有效性。该方法可实现含有任意圆形缺孔的平板结构的连续扫描激光振动测试,具有效率高、测点密集等优点,对进一步提高其工程应用的适用范围具有重要作用。     

激光多普勒振动传感器的信号处理系统

本文介绍用动态相位计作为激光多普勒振动传感器的信号处理系统。所测振动频率范围为0～20KHz,测速度范围为0.01μm/s～300mm/s。该系统已用于测量计算机硬盘磁头起飞的动态过程。     

激光多普勒离面振动测量的研究

提出了一种新型可辨向激光多普勒离面振动测试仪,计算并分析了激光多普勒技术的双相检测和矩形光栅的衍射光强分布.采用相位光栅作为光学混频器件,消除了信号的相互干扰,提高了测量的信噪比并充分的利用了光能.实验结果表明,该系统能有效地实现可辨向离面振动的测量,测量距离范围广,并可获得较高的精度.     

基于LDV扫描测试劈刀稳态振动规律研究

利用激光多普勒测振仪对受正弦激励、超声加载作用下振动的劈刀进行连续扫描测试.得到其稳态振动形态.介绍了一种Hilbert变换的模态分析方法,当仅改变劈刀与变幅杆连接的松紧度时,由试验现象和模拟振动结果发现:当连接松紧度发生变化时,劈刀的稳态振动表现出不确定性;同一松紧度下振动中出现单节点,但不同松紧度下节点出现位置不同;劈刀末端的速度振幅并不是期望的那样是最大.该结论对优化设计超声振动系统、提高超声能量的利用率有一定的意义.     

含矩形缺孔的平板结构工作变形的激光连续扫描测试方法

设计一种基于扫描路径规划策略的激光连续扫描多普勒测试的方法,以实现含任意矩形缺孔的平板结构的工作变形测量.通过规划激光扫描路径设计,实现包含任意矩形缺孔的平板结构表面的连续扫描;针对分区域多路径扫描存在的振型错位和节径两侧反向振动问题,进行振型重构的实验数据处理,得到结构的工作变形;将其与逐点式扫描激光测试结果进行对比...     

激光外差探测对振动目标多普勒频谱成像

提出了采用激光外差技术探测振动目标,获取目标多普勒频谱图像,实现目标轮廓识别的方法。基于相位变化给出了目标振动形成外差信号的光电流模型;用扫描振镜控制激光光束方向实现对目标点扫描;通过振镜驱动电压触发数据采集卡,实现扫描与采集同步。利用频谱展宽占有比例的信号处理方式处理振动目标形成的多普勒频谱,简化了数据处理方式,有效消除了单个峰值噪声对信号的影响。实验中以5 MHz采样率测得两个目标在不同位置的特征频谱,得到了它的频谱展宽占有比例曲线;选取不同频谱展宽占有比例形成多普勒频谱图像,指出频谱展宽占有比例在0.7到0.9时能够形成良好的振动图像。文中结果证实了利用频谱展宽占有比例的数据处理方式探测振动目标是有效的,利用外差技术获取振动频谱图像是可行的。     

岩石振动激励模拟测试系统

为更好地研究岩石的破碎特性,实时监测岩石破碎过程中各参数的变化以提高破岩效率,在分析破岩系统力学模型的基础上,利用倒置的激振台提供冲击载荷、电机带动丝杠提供静载荷,使用压力传感器、称重传感器等与数据采集卡相结合,将钻头的钻速、钻深、钻压和扭矩这些被测量数据通过电压、变形量等载体形式输出,由计算机进行数据的接收,LabVIEW软件进行处理,并实时显示动态曲线及记录文档,便于查询和比较。     

基于多普勒效应的超声波测振系统设计

连续超声波束遇到振动物体表面会产生多普勒效应,文中据此设计了超声波测振系统,其主要由超声波发射接收模块、数据采集和信号处理模块等组成。发射探头发出超声波后,接收探头获得由振动物体表面反射的超声波信号,通过数据采集卡转换为数字信号,再采用微分鉴相方法获取原振动信号,实现物体的振动测量。最后,对该超声波测振系统进行了实验,结果证实了该超声波测振系统的有效性。     

基于激光测振的转动自由度模态识别方法

提出了一种基于多普勒激光测振技术的转动自由度模态振型测试与识别方法。首先,利用多普勒激光测振技术测量试验结构上各测点及其相邻点的平动自由度同步时域响应; 其次,通过差分法计算测点转动自由度时域响应以得到频响函数; 最后,对平动与转动自由度频响函数进行模态分析,即可获取各测点的平动与转动振型。通过对平板的试验分析,验证了基于多普勒激光测振技术进行转动自由度模态振型识别的可行性和准确性,为转动自由度模态振型的测试与识别提供了一种有效的解决方案。     

激光多普勒效应非接触井深测量研究

文中对激光多普勒效应应用于油气井井深测量进行了深入研究,提出了非接触式井深测量的思想.详细阐述了一款新型激光多普勒井深测量装置的设计方案及软、硬件设计过程.测量装置中的重要组成部分光学系统采用了双光束-双散射模式进行设计.两束入射光汇聚于运动测井电缆表面并被散射,光电检测器检测到任意两束散射光的"差拍"信号后,送入以TMS320VC5402为中央处理器的外接信号调理电路,再经FFT处理后传送给上位机进行分析处理并实现实时井深监测.该非接触式井深测量装置可有效克服接触式井深测量过程中存在的摩擦与滑动误差,从而达到提高井深测量精度的目的.     

基于图像处理的激光扫描三维尺寸测量技术的研究

发动机气缸垫精确三维尺寸的获得是气缸垫质量检验及其样品反向工程的关键。介绍了一种用于发动机气缸垫及其类似的大尺寸平面薄板状零件测量的基于图像处理的激光扫描三维尺寸测量技术 ,并对测量试验结果进行了分析。     

基于激光扫描的环形锻件径向尺寸测量方法

在环形锻件环轧成形过程中,径向截面尺寸数据在很大程度上影响着环形锻件的锻造精度。由于轧制环境的复杂性以及高强度的噪声干扰,扫描数据量很大,据此测量得到的径向尺寸精度较低,因此,提出了一种环形锻件径向截面尺寸测量新方法。对激光扫描数据建立信息空间集合,并以连续的同心圆划分信息空间;根据信息空间内各区域间的信息关系,引入一致连续性系数并结合梯度下降法来求解待定系数;根据扫描数据点密度设定精简比率,结合精简比率与待定系数来确定每一同心圆各部分需要保留的点数,删去其余点及两同心圆相交部分的重复点;重复上述方法遍历激光扫描数据,对环形锻件的径向截面激光扫描数据进行处理。将该测量方法应用在实验中,从处理后的激光扫描径向截面形线数据中提取径向截面各尺寸数据,将处理前后所测得的数据与真实值进行对比,发现处理后得到的数据精度更高,误差更小,证明了该方法的可行性。     

两端固定输流管道的参数共振实验

将非接触式测振方法引入到输流管道的参数共振问题的实验研究。首先,通过激光测振技术获取了实验管道中部在脉动流激励下的振动信息;其次,通过确定管道振动频谱图中1/2倍频出现和消失时对应的激励频率,并在多组测试结果的基础上拟合出了管道第一振型1/2次谐波参数共振区域,且实验结果与利用平均法计算得到的理论结果定性一致;最后,对实验结果的误差成因进行了较深入地分析。得到如下结论：在一定平均流速下,两端固定管道在适当脉动幅值和脉动频率下可以发生参数共振现象,且参数共振区域的位置与流速关系较大;管道实际发生参数共振的范围要大于理论计算结果,这可能与选用平均法进行理论计算有关。     

High‐Speed Scanning of Critical Structures in Aviation Using Coordinate Measurement Machine and the Laser Ultrasonic

Aviation is one of the know‐how spheres containing a great deal of responsible sub‐assemblies, in this case landing gear. The necessity for reducing production cycle times while achieving better quality compels metrologists to look for new and improved ways to perform inspection of critical structures. This article describes the ability to determine the shape deviation and location of defects in landing gear using coordinate measuring machines and laser ultrasonic with high‐speed scanning. A nondestructive test is the basis for monitoring microcrack and corrosion propagation in the context of a damage‐tolerant design approach. This article presents an overview of the basics and of the various metrological aspects of coordinate measurement and a nondestructive testing method in terms of high‐speed scanning. The new test method (laser ultrasonic) promises to produce the necessary increase in inspection quality, but this is limited by the wide range of materials, geometries, and structure aeronautic parts used. A technique combining laser ultrasonic and F‐SAFT (Fourier‐Synthetic Aperture Focusing Technique) processing has been proposed for the detection of small defects buried in landing gear. The experimental results of landing gear inspection are also presented. SCANNING 34: 387‐394, 2012. © 2012 Wiley Periodicals, Inc.     

单片微机控制的激光扫描式热轧加工质量测控系统

开发了由单片微机控制的激光扫描式热轧加工质量测控系统 ,介绍了激光扫描测量原理以及测控系统的硬、软件设计。该系统可在恶劣工况条件下实现对热轧件外径尺寸的非接触式在线自动测量及加工质量监控。