La vibrometría láser Doppler de barrido continuo ( CSLDV ) es un método de uso de un vibrómetro láser Doppler (LDV) en el que el rayo láser recorre la superficie de un sujeto de prueba para capturar el movimiento de una superficie en muchos puntos simultáneamente. Esto es diferente de la vibrometría láser de barrido (SLDV) en la que el rayo láser se mantiene en un punto fijo durante cada medición y se mueve rápidamente a una nueva posición antes de adquirir la siguiente medición.
Ventajas y desventajas
CSLDV puede permitir que uno capture las formas de modo de una estructura con alta resolución mucho más rápidamente de lo que sería posible con SLDV. Allen & Sracic [1] muestran resultados en los que las mediciones se adquirieron con CSLDV en una centésima parte del tiempo que se requeriría para LDV. Allen y Aguilar [2] postularon que el detalle adicional disponible de CSLDV podría proporcionar información importante al validar modelos dinámicos estructurales . CSLDV también hace que las pruebas con un martillo instrumentado sean prácticas con LDV, y algunos han especulado que CSLDV podría ser útil en casos donde es imposible recrear las fuerzas de entrada, como cargas explosivas.
La principal desventaja de CSLDV es el ruido de moteado láser adicional que se produce si el punto láser escanea la estructura demasiado rápido. El ruido de moteado es causado por irregularidades a microescala en la superficie que cambian el patrón de intensidad de la luz láser recibida por el LDV mientras escanea la superficie. Surgen problemas similares cuando se aplica LDV a ejes giratorios, por ejemplo, cigüeñales. El ruido moteado es difícil de predecir, dependiendo de las propiedades de la superficie, la geometría de la estructura y la posición del LDV, [3] por lo que se necesita más investigación para establecer los límites del CSLDV.
Historia
Sriram y col. [4] parece haber sido el primero en publicar sobre CSLDV, aunque lo estudiaron solo durante unos años y descontinuaron la investigación. La mayoría de los avances posteriores en esta área han surgido del grupo en el Imperial College de Londres de Stanbridge, Ewins, Martarelli y Di Maio, [5] [6] [7] [8] que acuñaron el término "CSLDV".
El grupo de investigación de Allen en la Universidad de Wisconsin-Madison comenzó a trabajar en esta área en 2006 y publicó el primer algoritmo CSLDV solo de salida [9] y extendió la metodología de la función de transferencia armónica de Wereley & Hall a las mediciones CSLDV. [10]
Solicitud
El grupo de investigación de Zhu en la Universidad de Maryland, Condado de Baltimore, aplicó CSLDV a la detección de daños estructurales y desarrolló una metodología de identificación de daños para vigas que utiliza métodos polinomiales y de demodulación. [11]
Referencias
- ^ Allen, MS; Sracic, MW (2010). "Un nuevo método para el procesamiento de vibrómetro láser Doppler láser de barrido continuo excitado por impacto". Sistemas mecánicos y procesamiento de señales . 24 (3): 721–735. Código Bibliográfico : 2010MSSP ... 24..721A . doi : 10.1016 / j.ymssp.2009.11.004 .
- ^ MS Allen y DM Aguilar, "Validación del modelo de una viga atornillada utilizando formas de modo espacialmente detalladas medidas por vibrometría Doppler láser de barrido continuo", en la 50a Conferencia de materiales, dinámica estructural y estructuras de AIAA / ASME / ASCE / AHS / ASC Palm Springs , California, 2009.
- ^ Rothberg, S. (2006). "Simulación numérica de ruido speckle en vibrometría láser" . Óptica aplicada . 45 (19): 4523–33. Código bibliográfico : 2006ApOpt..45.4523R . doi : 10.1364 / ao.45.004523 . PMID 16799660 .
- ^ Sriram, P .; Craig, JI; Hanagud, S. (1990). "Vibrómetro láser Doppler de barrido para pruebas modales". Revista Internacional de Análisis Modal Analítico y Experimental . 5 : 155-167.
- ^ Stanbridge, AB; Ewins, DJ (1999). "Prueba modal utilizando un vibrómetro láser Doppler de barrido". Sistemas mecánicos y procesamiento de señales . 13 (2): 255–70. Código Bibliográfico : 1999MSSP ... 13..255S . CiteSeerX 10.1.1.18.6355 . doi : 10.1006 / mssp.1998.1209 .
- ^ R. Ribichini, D. Di Maio, AB Stanbridge y DJ Ewins, "Pruebas de impacto con un LDV de exploración continua", en la 26ª Conferencia Internacional de Análisis Modal (IMAC XXVI) Orlando, Florida, 2008.
- ^ M. Martarelli, "Explotación de la instalación de escaneo láser para mediciones de vibraciones", en Imperial College of Science, Technology & Medicine. vol. Doctorado en Londres: Imperial College, 2001.
- ^ Martarelli, M .; Ewins, DJ (2006). "Vibrometría Doppler láser de barrido continuo y ocurrencia de ruido moteado". Sistemas mecánicos y procesamiento de señales . 20 (8): 2277–89. Código Bibliográfico : 2006MSSP ... 20.2277M . doi : 10.1016 / j.ymssp.2005.06.003 .
- ^ Yang, S .; Allen, MS (2012). "Análisis modal de salida únicamente mediante vibrometría láser Doppler de barrido continuo y aplicación a una turbina eólica de 20 kW" (PDF) . Sistemas mecánicos y procesamiento de señales . 31 : 228–245. Código bibliográfico : 2012MSSP ... 31..228Y . doi : 10.1016 / j.ymssp.2012.04.012 .
- ^ Yang, S .; Allen, MS (2014). "Función de transferencia de armónicos para medir velocidades de traslación y rotación con vibrometría láser Doppler de barrido continuo". Revista de Vibración y Acústica . 136 (2): 021025. doi : 10.1115 / 1.4026350 .
- ^ Chen, Da-Ming; Xu, YF; Zhu, WD (2016). "Identificación de daños de haces utilizando un sistema de vibrómetro láser Doppler de barrido continuo" . Revista de Vibración y Acústica . 138 (5): 051011. doi : 10.1115 / 1.4033639 .
enlaces externos
El video en el enlace a continuación ilustra el proceso y algunos de los patrones de escaneo que son posibles.
- Video de una prueba CSLDV
- Video sobre principios básicos de vibrometría