使用多普勒振动计,只要条件具备,可以对液体中的物体进行振动测量。
在液体中使用的仪器有各种各样,具有代表性的仪器为清洗半导体或机械零件的超声波清洗槽或鱼群探测仪,利用超声波在液体中发射、振动的仪器很多,这些仪器都利用振动频率为数十kHz 到数MHz超声波振子,所以不能用接触式振动传感器进行测量。另外,对于前提在液体中使用的仪器,若放到空气中进行测量,由于液体中与空气中的负荷大不相同,及阻抗的不匹配,很难取得正确的动作及特性。因此,为了设计、检测、验证这一类仪器,只能放在液体中于实际工作状态下进行测量,在适当的条件下,可以使用激光多普勒振动计,解决这些问题,进行高精度的振动测量。
仪器构成
型号 | 品名 | 备注 | |
---|---|---|---|
1 |
LV-1720A | 激光多普勒振动计 | 根据频率速度不同,可选用LV-1710 |
2 |
LV-0160 | 20MHz宽量程单元 | 可对应最小2 mm/s、最大20MHz |
3 |
LV-0030 | 大型电磁性支架 | 有必要可装置LV-0015 XY轴微动台 |
4 | DS-2100 | 多通道数据采样站 | 最高频率40kHz或100kHz(2种) CF-5220Z最大频率可到100kHz |
5 | 数字式示波仪 | 根据必要选择 |
分析数据例
高速数字式示波器画面
水中的超声波振子的振动速度波形(上 ch1)、下面为驱动信号(均在平均化处理后)
要点
能否测量的最低条件为:当激光透过液体中,照射到被测物,能充分地收到反射光。光在物体的入口最易产生反射,散射而衰减,在液面上发生损耗。为了减少这种衰减,将液面上设置玻璃板等作成平面,有很大效果。
通常以水中的情况而言,水本身对波长超过450 nm的光线很难通过,对兰色光线易通过,对红色及红外光就要衰减。激光多普勒振动计使用的He-Ne激光的波长约633 nm的红色光线,在水中衰减很严重。液体的性质不同。不适当地在液体中通过长波光线,S/N (信噪比)就不好。
另外,超声波清洗槽用清洗液等的液面之振动频率测量也可用激光多普勒振动计进行。在对液面振动测量时,重要的注意事项有以下两点:
重要的是,要将液面当作镜面处理,从传感器来的照射激光以正反射来接收。此时,若清洗用的超声波振动之外的低频波之波动,会使激光发生倾斜反射,就难于检测了。
因为将液面作为镜面处理,让激光垂直入射到液面后其正反射光回到传感器。另外,液面上微波会使激光散射,要让此散射光使传感器能受光,必须使液面与传感器的距离越短越好。
Revised:2006/01/16