摘要做模態(tài)振動(dòng)測(cè)試的工程師幾乎天天都要跟加速度計(jì)打交道。但遇到薄壁件、復(fù)合材料、旋轉(zhuǎn)高溫部件接觸式傳感器的短板就暴露無(wú)遺。最近接觸到VIPICO這套云臺(tái)掃描激光測(cè)振與模態(tài)分析一體化設(shè)備作為一臺(tái)掃描激光測(cè)振儀把云臺(tái)掃描、3D視覺(jué)識(shí)別、激光測(cè)振儀硬件、全套模態(tài)分析軟件整合到一套平臺(tái)實(shí)際使用下來(lái)確實(shí)解決了不少工程現(xiàn)場(chǎng)的棘手問(wèn)題。CSDN標(biāo)簽#掃描激光測(cè)振儀 #激光測(cè)振儀 #模態(tài)測(cè)試 #NVH #非接觸振動(dòng)測(cè)量寫(xiě)在前面工程一線做模態(tài)踩過(guò)的那些坑干動(dòng)力學(xué)測(cè)試、NVH試驗(yàn)的同行應(yīng)該都有同感常規(guī)的EMA、OMA模態(tài)試驗(yàn)大部分時(shí)間根本不是花在測(cè)試分析上而是耗在前期準(zhǔn)備工作。要測(cè)一個(gè)面板類零件的模態(tài)先規(guī)劃測(cè)點(diǎn)然后裁剪、粘貼、打磨加速度計(jì)布線逐個(gè)檢查傳感器是否粘牢線纜會(huì)不會(huì)松動(dòng)。測(cè)點(diǎn)一多整個(gè)準(zhǔn)備工作大半天就過(guò)去了。就算硬件都布置完畢還有繞不開(kāi)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。像薄金屬板、揚(yáng)聲器振膜、復(fù)合材料蒙皮這類本身質(zhì)量很輕的試件一堆加速度計(jì)貼上去傳感器自重直接改變了結(jié)構(gòu)本身的動(dòng)力學(xué)特性測(cè)出來(lái)的固有頻率、阻尼、振型和真實(shí)狀態(tài)偏差不小。還有更麻煩的制動(dòng)盤(pán)、高速旋轉(zhuǎn)葉片、高溫工況下的試件壓根就沒(méi)有條件粘貼傳感器。傳統(tǒng)單點(diǎn)激光測(cè)振儀只能手動(dòng)挪設(shè)備逐點(diǎn)測(cè)量效率很低市面上不少掃描激光測(cè)振儀采用振鏡方案掃描角度有限碰到大尺寸、大傾角曲面很多測(cè)點(diǎn)根本打不到。VIPICO云臺(tái)掃描激光測(cè)振與模態(tài)分析系統(tǒng)算是把非接觸掃描測(cè)振和模態(tài)后處理完整做成了一套閉環(huán)系統(tǒng)我結(jié)合手冊(cè)和工程使用邏輯聊聊這套掃描激光測(cè)振儀的實(shí)際能力。系統(tǒng)構(gòu)成軟硬件解耦這點(diǎn)很貼合工程實(shí)際這套系統(tǒng)不是把激光測(cè)振儀、云臺(tái)、相機(jī)簡(jiǎn)單拼湊在一起整套軟件運(yùn)行在Windows平臺(tái)通過(guò)抽象接口管理全部硬件不會(huì)綁定某一家特定品牌硬件。這點(diǎn)對(duì)我們工程人員很友好后期硬件老化、需要升級(jí)可以直接替換對(duì)應(yīng)的設(shè)備之前采購(gòu)的硬件也可以繼續(xù)復(fù)用。整套系統(tǒng)硬件分為四大部分1. 激光測(cè)振前端核心感知單元實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)非接觸振動(dòng)采集輸出位移、速度、加速度模擬信號(hào)給到采集設(shè)備2. 二維俯仰偏航云臺(tái)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)激光光斑的定位。俯仰角度-90°~90°偏航可以做到±180°最大掃描角速度30°/s設(shè)備上電自動(dòng)回零到達(dá)測(cè)點(diǎn)位置之后會(huì)做穩(wěn)定判斷光斑穩(wěn)定之后才啟動(dòng)采集避免云臺(tái)抖動(dòng)引入數(shù)據(jù)噪聲3. RGB?D深度視覺(jué)相機(jī)這是這套設(shè)備的關(guān)鍵。用來(lái)掃描被測(cè)物體外形完成標(biāo)定、生成測(cè)量網(wǎng)格同時(shí)解算曲面的法向方向。面對(duì)黑色、反光工件還有HDR等多種拍攝模式適配深度精度常規(guī)1mm項(xiàng)目有需要也可以做到50μm4. 多通道同步采集DAQ以太網(wǎng)同步采集標(biāo)配最高16路采集通道加2路模擬輸出通道之間同步延遲小于0.3μs。不管是力錘敲擊的力信號(hào)還是固定參考測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)響應(yīng)都可以做到高精度同步。上位機(jī)軟件把全流程串了起來(lái)參數(shù)配置→標(biāo)定網(wǎng)格生成→掃描采集→數(shù)據(jù)檢查審核→模態(tài)分析→報(bào)告導(dǎo)出。軟件自帶中英文雙語(yǔ)國(guó)內(nèi)項(xiàng)目、對(duì)外測(cè)試都能用。試驗(yàn)?zāi)Ｊ酵瑫r(shí)支持SIMO單點(diǎn)激勵(lì)多點(diǎn)測(cè)量以及MIMO多點(diǎn)激勵(lì)多點(diǎn)測(cè)量力錘、激振器、純環(huán)境激勵(lì)的試驗(yàn)場(chǎng)景都可以覆蓋。實(shí)際使用感受聊聊真正落地的功能點(diǎn)1、零附加質(zhì)量還給結(jié)構(gòu)真實(shí)的振動(dòng)特性這也是激光測(cè)振儀最核心的優(yōu)勢(shì)。全程激光非接觸試件表面不用貼任何傳感器對(duì)輕質(zhì)薄壁、復(fù)合材料構(gòu)件特別友好。徹底規(guī)避加速度計(jì)帶來(lái)的附加質(zhì)量、剛度耦合帶來(lái)的測(cè)試誤差。很多薄壁件貼傳感器和不貼傳感器測(cè)試結(jié)果差異肉眼可見(jiàn)這個(gè)問(wèn)題在這里直接就不存在。2、視覺(jué)云臺(tái)全自動(dòng)掃描省掉大量人工工作量過(guò)去高密度測(cè)點(diǎn)模態(tài)要么堆一堆加速度計(jì)要么反復(fù)移動(dòng)單點(diǎn)激光頭?，F(xiàn)在RGB?D相機(jī)掃一遍工件軟件自動(dòng)劃分網(wǎng)格云臺(tái)自動(dòng)帶著激光逐個(gè)測(cè)點(diǎn)掃描采集。對(duì)比傳統(tǒng)試驗(yàn)省去大量貼片、布線工作一塊薄板完整掃描十幾分鐘就能完成全部測(cè)點(diǎn)采集。不用人守在設(shè)備旁邊手動(dòng)調(diào)整光斑位置。3、2.5D曲面法向補(bǔ)償曲面零件不再測(cè)不準(zhǔn)普通激光測(cè)振拿到的是激光視線方向LOS的振動(dòng)數(shù)據(jù)。遇到曲面零件激光照射方向和工件法向不一致得到的振動(dòng)幅值就會(huì)失真。這套系統(tǒng)依靠深度相機(jī)獲取工件三維形貌做振動(dòng)法向補(bǔ)償。如果三維幾何數(shù)據(jù)完整輸出真實(shí)面外振型萬(wàn)一現(xiàn)場(chǎng)光照不好視覺(jué)獲取幾何失敗系統(tǒng)也會(huì)保留原始LOS數(shù)據(jù)不會(huì)直接丟棄測(cè)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試容錯(cuò)率很高。4、ODS/EMA/OMA算法內(nèi)置不用來(lái)回切換第三方軟件很多掃描激光測(cè)振儀只負(fù)責(zé)輸出振動(dòng)時(shí)域數(shù)據(jù)模態(tài)分析還得導(dǎo)出到Testlab這類第三方軟件再處理。這套掃描激光測(cè)振儀直接內(nèi)置完整模態(tài)算法? EMA實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)PolyMAX、P?LSCF、EFDDSIMO/MIMO試驗(yàn)都支持輸入力信號(hào)和響應(yīng)數(shù)據(jù)求解固有頻率、阻尼比、振型? OMA運(yùn)行模態(tài)EFDD、SSI?COV、SSI?DAT只有運(yùn)行響應(yīng)數(shù)據(jù)沒(méi)有力信號(hào)也可以完成模態(tài)識(shí)別? ODS運(yùn)行變形直接提取指定頻率下實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的振型變形。同時(shí)配套MAC、MPC、穩(wěn)態(tài)圖、CMIF這些模態(tài)校驗(yàn)工具用來(lái)篩除虛假模態(tài)。振型結(jié)果可以和實(shí)拍照片做融合熱力云圖直觀查看變形分布和CAE仿真結(jié)果做對(duì)標(biāo)對(duì)比非常方便。5、測(cè)試數(shù)據(jù)全程可追溯測(cè)試質(zhì)量自動(dòng)把關(guān)工程測(cè)試數(shù)據(jù)可追溯很重要。測(cè)試原始數(shù)據(jù)做事務(wù)化保存復(fù)測(cè)的時(shí)候不會(huì)直接覆蓋舊版本每一次修改、審核操作都留有記錄。軟件還會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)控回光強(qiáng)度、信號(hào)過(guò)載、相干系數(shù)這些指標(biāo)出現(xiàn)異常自動(dòng)預(yù)警。測(cè)試人員可以快速定位質(zhì)量差的測(cè)點(diǎn)及時(shí)復(fù)測(cè)避免全部測(cè)完之后才發(fā)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)無(wú)效。6、輸出格式豐富適配現(xiàn)有測(cè)試流程工程文件保存為HDF5和.vip格式原始時(shí)域、幾何拓?fù)?、審核狀態(tài)全部保存后續(xù)隨時(shí)可以打開(kāi)重新分析計(jì)算。報(bào)告一鍵生成Word、PDF文檔會(huì)明確標(biāo)注數(shù)據(jù)是原始LOS還是經(jīng)過(guò)法向補(bǔ)償。支持UFF/UNV格式輸出能夠?qū)胫髁髂B(tài)分析軟件也支持CSV時(shí)域?qū)С龇奖阕龆螖?shù)據(jù)處理。核心關(guān)鍵參數(shù)整理項(xiàng)目 參數(shù)說(shuō)明最大分析頻率 100kHz測(cè)量距離 最遠(yuǎn)50m支持項(xiàng)目定制位移分辨率 0.1nm1000Hz可定制更高指標(biāo)速度分辨率 1μm/s1000Hz云臺(tái)掃描范圍 Pitch?90°~90°Yaw?180°~180°云臺(tái)掃描速度 30°/s通道同步延遲 0.3μs工作環(huán)境 0?50℃濕度10%?85%無(wú)結(jié)露深度精度、采集通道數(shù)量均可根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目需求做定制。哪些場(chǎng)景適合用這套掃描激光測(cè)振儀優(yōu)先適合接觸式傳感器不好施展的工況輕質(zhì)薄壁件、復(fù)合材料、高溫構(gòu)件、旋轉(zhuǎn)部件、微小元器件。? 汽車行業(yè)NVH測(cè)試車身薄板、制動(dòng)盤(pán)、排氣系統(tǒng)、各類內(nèi)飾面板模態(tài)測(cè)試? 航空航天領(lǐng)域風(fēng)扇葉片、蒙皮、復(fù)合材料構(gòu)件、衛(wèi)星零部件動(dòng)力學(xué)測(cè)試? 機(jī)械裝備機(jī)床結(jié)構(gòu)、電機(jī)、壓縮機(jī)、齒輪箱、風(fēng)扇葉片? 電子微器件PCB電路板、揚(yáng)聲器振膜、MEMS微型元件? 家電行業(yè)洗衣機(jī)、空調(diào)電機(jī)、殼體振動(dòng)模態(tài)? 高?？蒲袕?fù)合材料板材、梁板結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)相關(guān)試驗(yàn)研究。簡(jiǎn)單對(duì)比一下傳統(tǒng)方案的痛點(diǎn)與這套設(shè)備的解決思路傳統(tǒng)模態(tài)測(cè)試痛點(diǎn) 云臺(tái)掃描激光測(cè)振方案輕質(zhì)試件貼片引入附加質(zhì)量測(cè)試失真 非接觸激光測(cè)振儀采集零附加質(zhì)量高溫、旋轉(zhuǎn)件無(wú)法粘貼加速度傳感器 遠(yuǎn)距離非接觸測(cè)量無(wú)需接觸試件人工布點(diǎn)耗時(shí)長(zhǎng)測(cè)點(diǎn)數(shù)量受限 云臺(tái)自動(dòng)掃描視覺(jué)網(wǎng)格快速得到高密度測(cè)點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果和CAE仿真對(duì)標(biāo)困難 內(nèi)置全套模態(tài)算法照片融合振型動(dòng)畫(huà)便于仿真對(duì)標(biāo)軟硬件綁定硬件升級(jí)替換成本高 硬件抽象接口兼容多款激光測(cè)振儀、DAQ設(shè)備。激光測(cè)振儀本身不是新鮮事物但市面上大多數(shù)掃描激光測(cè)振方案受制于振鏡掃描角度面對(duì)大尺寸、大傾角曲面結(jié)構(gòu)有不小局限。VIPICO這套系統(tǒng)把云臺(tái)大角度掃描、RGB?D三維視覺(jué)識(shí)別、激光測(cè)振采集、全套模態(tài)分析、報(bào)告輸出做成完整閉環(huán)。降低了用掃描激光測(cè)振做模態(tài)試驗(yàn)的門檻。如果你平時(shí)經(jīng)常做薄壁件、復(fù)合材料、異形件模態(tài)測(cè)試長(zhǎng)期被加速度計(jì)附加質(zhì)量、布點(diǎn)繁瑣、特殊試件無(wú)法貼片這些問(wèn)題困擾這類一體化掃描激光測(cè)振方案值得納入選型參考。