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德國Polytec 雷射都卜勒振動量測系統 

 振動與噪音排除與監測最佳解決方案

    為產品在振動(vibration)噪音(noise)、刺耳音(harshness)之量測與問題排除(troubleshooting)上,德國Polytec振動分析儀以都卜勒Doppler與白光干涉光學White light interferometer技術提供掃描式量測、微結構MEMS量測、及單點式量測…等不同量測方案。德國Polytec振動分析儀可加速產品開發與加強品質控管,並能有效的監測物體的結構振動情形與分析。量測整體平面的振動情形,無質量效應與貼加速規耗時的問題。量測精確的實驗數據亦可與有限元素模你結果比對,進行結構振動噪音之最佳化。

 

德國Polytec光學量測技術特點與優勢

  • 簡單與人性化的操作介面及快速非接觸式振動量測
  • 提供數位資料解碼功能
  • 能擷取結構幾何外型資料
  • 直接由外型或是預先訂定格點量測結構振動
  • 自訂量測平面之各個掃描點
  • 支援多輸出與輸入通道
  • 完整工作流程整合的標準軟體平台與資料介面
  • 微結構動態與靜態輪廓量測多功合一

 

德國Polytec 應用範例:

     Polytec雷射Doppler光學量測技術廣泛應用於不同產業上解決其擾人的振動噪音問題,應用領域包含汽車車身結構、引擎、傳動系統、內部元件與煞車;飛機高轉速葉片與龐大機身結構;儲存裝置在高頻率下的紀錄位移;微米結構感知器與制動器;超音頻率下的微小接合線;在生物與醫學上的研究發展。

 

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3C產業

Balanced Mode Radiator是一種應用在Loudspeaker的新技術,最初生產出來的原型與樣本相互聆聽比較之下,發現原型的聲音有比較不清晰。使用Polytec PSV掃描震動儀量測之後,觀察速度與加速度兩個平均頻譜,很明顯的,原型的速度與加速度的值都比較低。將振型相互比較,薄膜的振型有也所不同。

  

車輛開發

        以掃描式振動儀搭配RoboVib結構測試平台,能完整量測車輛結構振動情形,全車結構、煞車碟盤、引擎都能適用,能得到精確的實驗結果,縮短新車的開發與生產的週期

       Polytec雷射都卜勒在汽車業的應用非常廣泛,如使用在汽機車上或是與安全相關的照明設備上的H4燈泡,生產時的缺陷、公差和材料參數的變異,會造成使用上壽命減短的現象發生;傳動鏈的公差與不平衡會造成振動、降低舒適性與駕駛的安全性;正時齒輪、凸輪軸、軸承、汽門、汽缸、活塞、凸輪軸傳動鏈等的元件之間的公差和缺陷,將產生擾人的噪音、增加磨損和提早損壞;汽門設計到強度、油料的消耗與動力輸出曲線。以上這些問題,都可以使用Polyec 雷射Doppler振動儀來量測,經由頻率響應、階次分析、時域的監控等等來找出問題所在

   

煞車碟片

對抑制煞車模式的不穩定來說,若已知煞車操作時的振動行為與偏斜形狀,則可求得在模式耦合下引起共振的自然頻率,3D掃描式振動儀取得建立在實驗數據上的模式形狀分析資料,可以改變煞車設計去避免煞車時發出的噪音

  

  

微結構

微結構

MEMS產業裡許多不同MEMS型態裝置的機械問題正不斷地被發掘與克服,如沒有完全了解基本機械問題而試圖去解決往往會導致一些預期外的問題產生,Polytec微動作分析系統可搭配探針平台提供電性或物理接觸MEMS元件,以及控制測試環境,研發人員先設計、建構、測試雛型系統,之後再重複設計、建構、測試,最後定義產品元件製造程序可使產品性能良率最佳化。

 

  

生物

生物

Polytec公司研發的振動計是使產品、物件最佳化以及研究自然動態行為不可或缺的工具,非接觸式雷射Doppler振動計也可以用於解開生物構造的量測。為了研究振動系統的本質需要靈敏與靈活且在受測物不受到干擾的前提下的量測方式,在醫學、生物與其他非常多的科學研究方面利用了Polytec針對不同應用所研發的產品來做量測,像是模組化的可攜裝置與高精密度的掃描系統等。其它需要非接觸式雷射振動計的量測像是轉動的表面、水面下的物體、脆弱的結構與超音波設備等,Polytec都有提供符合所需的產品,而Polytec一系列的振動計皆是由雷射Doppler振動計衍伸而來的,一種非常精確的光學轉換系統藉著頻率移動和相位變化從移動表面反射回的雷射決定點上速度與位移,可以應用在任何的振動量測上。在我們居住的生活環境中有非常多的動物、昆蟲與植物可符合雷射振動計在生物上的應用,其中一項有最顯著的成果是應用在昆蟲的溝通上,有些昆蟲發出的聲音非常的大聲,像蟬與青蛙等等,有些則發出超音波那種我們更本廳不到的聲音,有些體積非常的小聲音卻是靠地面傳遞而非空氣,昆蟲學家利用振動計去紀錄它們發出的聲音作為之後的研究資料,還有蜂窩中蜂巢的振動,這些信號的量測都只能利用高級精密的設備,其它生物上的應用像是大象之間的溝通、蜘蛛網的動態等等也都是需要使用到雷射量測的地方。

 

醫學

醫學

關於自然、科技產品、醫學方面的振動,雷射振動計有助於鼓膜的診斷以及中耳、內耳的研究,除此之外,雷射振動計已經使用於人工心臟振動量測、肌健的機械性質量測、分析骨骼訓練時的振動以及骨骼復原的檢視,在醫學上協助病人恢復與治療患者疾病這些有關安全與健康的儀器設備也已經開始使用Polytec雷射振動計檢測,而雷射振動計也可以具備像是非接觸多種波動描記器的功能去紀錄脈搏波動與呼吸情況,或是探測遠方聲音作為不同功能檢查系統的其中一部分。

 

掃描式量測

Non-contact, Optical Measurement:

Polytec掃描式振動分析儀是一套綜合了使用者需求與多年技術經驗,PSV-400系統的結構基礎為雷射都卜勒技術:高精度光學感測頭量測固定點結構振動速度與位移量,此技術根據都卜勒效應為基礎根據頻率的改變來偵測表面振動,結構動態量測、分析及資料即時存取螢幕顯示最佳且最快速的強大工具,

 

 

 

 

 

A Full Range of Application Fields:

PSV-400系統設計能掃描小(mm)到大(M)不同結構振動即使是高熱物體、轉動機械、複雜外型甚至是超音波系統;工作距離從80 mm到100 m,量測頻寬範圍高達24MHz,振動速度的範圍到達20 m/s、加速度高達9百萬G,根據需求能進一步升級成PSV-400-3D系統特別針對於三維量測。

 

 

 

 PSV-400 3D

 PSV-400 3D 掃描振動計是在研究的全部工業和領域的三維的振動測定的理想的工具。 作為可能迅速統一到設計過程中的一個多用途和便于用戶操作的系統, 它作為容易至於非有破壞性在一合成的纖維上測試獲得給類比分析在一車輛底盤只上的數據。 當這項非接觸的測量技術的使的特徵能夠和好處被發現時,應用的數量每天增長。

 

 

微結構MEMS量測

Out-of-Plane Dynamic Measurements:

結合掃描式雷射Doppler技術來量測out-of-plane離面振動(正交於物件表面),藉由Doppler光學量測可得知物體在何種頻率下會有不正常的振動產生,且所有頻率下的振動情形也一併被記錄,量測結果可使用時域圖與頻譜圖分析,物體形狀變化也可選擇由生動的2D或3D彩色圖呈現,在物體形狀變化的同時也能輕易改變呈現方式、視野角度與振幅比例,提供使用者非常完整的分析環境。

 

 

In-Plane Dynamic Measurements:

雷射振動儀藉由頻閃顯微技術作in-plane面內位移量測(平行物件表面)、精確辨識平面方向共振振幅與獲得相位資料,使用頻閃照明與數位成像,可以清楚地即時捕捉快速移動物體在精確相位角度的正確位置,隨著相位角度增加利用移動這些脈衝的時間點,可以取樣重建移動物體的運動行為,較一般的高速影像頻閃系統優越,閃光時間會適應實際振動頻率,內部訊號產生器週期性的弦波或脈衝訊號刺激物件,電子相機快門與激發源同步執行保持開度直到週期動作內相同相位的足夠光源收集完畢,在動態模式中保證量測準確性和視覺時域分析。

 

 

Topography Measurements:

白光干涉儀是一種非接觸式光學的技術,針對靜態物體的三維輪廓進行量測,不論表面特徵是頃斜、粗糙、光滑,都能精準的顯示出來反映物體的高度與外型,由影像攝影機、LED照明燈、干涉物鏡所組成,Polytec掃描式白光干涉儀是一種很特別的Michelson干涉儀,為了得知物體輪廓,使用可讓光線分離的鏡面將從白光源射出的光分成兩部份,參考光線反射至參考平面上,量測光線則被反射至待測物上,當投影至待測物之間距離改變,一層一層描繪出物件三維圖形。

 

 

 單點式量測

Polytec PDV-100可攜式數位振動儀,是利用雷射都卜勒振動儀之技術,透過非接觸式之方法量測表面振動速度。此領先業界的技術組合包含了,光學、數位訊號處理。Polytec獨特之設計工藝水準,PDV-100擁有絕佳的量測表現、容易上手、以及長時免校正之穩定性且集可攜與堅固耐用於一體。

假如你需要一台可攜式多功能非接觸振動量測系統,PDV-100將會是一項理想的解決方案。整合了輕量、訊號處理,且PDV-BS攜帶袋可提供電源,任何機械之振動、難以量測之物體能夠非常簡易地被量測。

 

 

 

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