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多普勒激光测振

多普勒激光测振仪

多普勒激光测振仪,英文Laser Doppler Vibrometer,简称LDV。多普勒激光测振仪是一种基于光学多普勒效应原理的科学仪器,用于进行表面的非接触式的振动测量分析,从LDV的激光束被引导到感兴趣的表面上,当物体表面移动时,基于多普勒频移的理论,我们可以从反射回来的激光束得到该物体表面的振幅频率情况。从而进行结构的振动或者应变的机械性能分析。

多普勒激光测试仪的工作原理

image多普勒激光测试仪的主要部分包括:一个激光器,典型的可以产生稳定波长(632.8纳米)和频率(4.74 * {10^{14}}Hz)的激光的氦 – 氖。其工作原理示意图如右图所示,其中波长与频率的相关公式如下所示:

c = \lambda  \cdot f

其中c是光的速度,\lambda 是波长,f是频率。这道光束在LDV里分裂成两道光束。一道光束,或称参考光束,会继续留在仪器中作为频率的参照。而第二道光束,测量光束会离开仪器,投射到测量物体表面。测量光束反射后的频率由于多普勒效应而发生频移。发生频移的计算公式如下:

\Delta f = \frac{{2v}}{\lambda }

多普勒激光测振技术的应用

由于多普勒计算测振技术在频率和相位相应方面都十分出色,足以满足高精度、高速测量的应用,同时不受被测物体的尺寸、温度、位置和振动频率等方面的限制,因此被广泛的应用于汽车、飞机等行业的科研和分析中。例如在汽车研发的过程中的采用激光测试仪来采集、测量车身结构噪声,然后来优化振动和噪声特性,从而大幅度提高部件和整车的NVH性能。

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