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項(xiàng)目案例 Case
Case 激光測振

激光測振儀與接觸式加速度傳感器在產(chǎn)線監(jiān)測中的對比研究:技術(shù)創(chuàng)新與質(zhì)量控制的飛躍

日期: 2024-11-26
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引言

在現(xiàn)代化制造業(yè)中,產(chǎn)品質(zhì)量控制是確保市場競爭力與品牌信譽(yù)的關(guān)鍵因素。隨著工業(yè)4.0時代的到來,傳統(tǒng)的人工抽檢方式已無法滿足高效、精準(zhǔn)的質(zhì)量控制需求。傳感器技術(shù),尤其是非接觸式激光測振儀的應(yīng)用,為產(chǎn)線監(jiān)測帶來了革命性的變化。本文將深入探討激光測振儀相較于傳統(tǒng)接觸式加速度傳感器的技術(shù)優(yōu)勢,并通過詳細(xì)的對比測試分析,展示其在提高產(chǎn)線監(jiān)測效率與準(zhǔn)確性方面的顯著優(yōu)越性。

激光測振儀與接觸式加速度傳感器在產(chǎn)線監(jiān)測中的對比研究:技術(shù)創(chuàng)新與質(zhì)量控制的飛躍

激光測振儀與接觸式加速度傳感器在產(chǎn)線監(jiān)測中的對比研究:技術(shù)創(chuàng)新與質(zhì)量控制的飛躍



激光測振儀的技術(shù)優(yōu)勢

1. 非接觸測量,無附加影響

激光測振儀利用激光束照射被測物體表面,通過測量反射光的多普勒頻移來計(jì)算振動速度或位移,實(shí)現(xiàn)非接觸式測量。這種方式避免了傳統(tǒng)接觸式傳感器因安裝不當(dāng)或長期接觸造成的被測物體表面損傷,保證了測量的真實(shí)性和可靠性。

2. 寬頻帶響應(yīng),高階缺陷精準(zhǔn)識別

激光測振儀具有更寬的線性響應(yīng)帶寬(如20KHz),相比傳統(tǒng)加速度傳感器的有限帶寬(通常為共振頻率的30%),能夠捕捉到更高頻率的振動信號,對于識別微小或高階的機(jī)械缺陷具有重要意義,提高了檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性。

3. 高重復(fù)性、穩(wěn)定性和可靠性

非接觸式測量特性使得激光測振儀在多次測量中表現(xiàn)出極高的重復(fù)性,不受安裝位置、接觸壓力等外界因素干擾。其內(nèi)置的高精度光學(xué)系統(tǒng)和算法優(yōu)化確保了長期穩(wěn)定的工作性能和可靠的數(shù)據(jù)輸出,為持續(xù)、高效的質(zhì)量控制提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4. 低維護(hù)成本,長校準(zhǔn)周期

激光測振儀無需與被測物體直接接觸,避免了因磨損、污染等原因?qū)е碌念l繁維護(hù)和校準(zhǔn)需求。其維護(hù)成本顯著降低,校準(zhǔn)周期延長,進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

5. 信號質(zhì)量監(jiān)測,避免誤判

激光測振儀能夠同時監(jiān)測信號質(zhì)量,如信噪比、相干性等,通過智能算法分析,有效過濾噪聲干擾,確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性,避免因信號質(zhì)量問題導(dǎo)致的誤判。

對比測試與分析

為了直觀展示激光測振儀的優(yōu)勢,我們設(shè)計(jì)了一項(xiàng)對比測試,針對某電機(jī)的噪聲水平進(jìn)行了評估。測試過程中,同時采用了加速度傳感器和激光測振儀,加速度傳感器通過氣動機(jī)構(gòu)以不同速度抬升與被測電機(jī)接觸,而激光測振儀則固定于測試支架上。

激光測振儀與接觸式加速度傳感器在產(chǎn)線監(jiān)測中的對比研究:技術(shù)創(chuàng)新與質(zhì)量控制的飛躍

激光測振儀與接觸式加速度傳感器在產(chǎn)線監(jiān)測中的對比研究:技術(shù)創(chuàng)新與質(zhì)量控制的飛躍

測試方案

  • 設(shè)備準(zhǔn)備:選用高精度激光測振儀與壓電式加速度傳感器。

  • 測試布局:如圖3所示,激光測振儀固定,加速度傳感器通過氣動機(jī)構(gòu)抬升接觸電機(jī)。

  • 測試流程:進(jìn)行五次重復(fù)測量,記錄每次測量的振動頻譜密度(PSD)曲線。

結(jié)果分析

  • 重復(fù)性對比:如圖4所示,激光測振儀的PSD曲線在五次測量中高度一致,顯示出極高的重復(fù)性;而加速度傳感器的PSD曲線則存在明顯波動,重復(fù)性較差。

  • 誤判風(fēng)險(xiǎn):如圖5所示,加速度傳感器由于重復(fù)性不佳,若以某次測量結(jié)果為基準(zhǔn)設(shè)定合格閾值,可能導(dǎo)致其他合格測量被誤判為不合格,增加質(zhì)量控制的不確定性。

激光測振儀與接觸式加速度傳感器在產(chǎn)線監(jiān)測中的對比研究:技術(shù)創(chuàng)新與質(zhì)量控制的飛躍


激光測振儀與接觸式加速度傳感器在產(chǎn)線監(jiān)測中的對比研究:技術(shù)創(chuàng)新與質(zhì)量控制的飛躍

結(jié)論

綜上所述,激光測振儀以其非接觸式測量、寬頻帶響應(yīng)、高重復(fù)性、低維護(hù)成本及信號質(zhì)量監(jiān)測等顯著優(yōu)勢,在產(chǎn)線監(jiān)測中展現(xiàn)出比傳統(tǒng)接觸式加速度傳感器更為優(yōu)越的性能。通過對比測試分析,激光測振儀不僅提高了測量的準(zhǔn)確性和可靠性,還有效降低了誤判風(fēng)險(xiǎn),為現(xiàn)代制造業(yè)的質(zhì)量控制和生產(chǎn)效率提升提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,激光測振儀將在更廣泛的工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,推動制造業(yè)向智能化、精準(zhǔn)化方向邁進(jìn)。


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    2023 - 03 - 20
    介紹工業(yè)光電傳感器是現(xiàn)代制造業(yè)中最常用的檢測設(shè)備之一,廣泛應(yīng)用于自動化生產(chǎn)線、機(jī)械加工、裝配、物流搬運(yùn)等行業(yè)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,中國的工業(yè)光電傳感器制造業(yè)也不斷發(fā)展壯大,成為制造業(yè)的一支重要力量。本文旨在對中國產(chǎn)的工業(yè)光電傳感器現(xiàn)狀進(jìn)行描述。發(fā)展歷史20世紀(jì)80年代初期,我國的工業(yè)自動化程度比較低,大部分生產(chǎn)線仍采用人力操作,制造業(yè)存在高人力成本、低效率、品質(zhì)難以保證等問題。為了提高制造業(yè)的效率和品質(zhì),中國開始引入外國的工業(yè)自動化設(shè)備,其中就包括工業(yè)光電傳感器。80年代中后期,國內(nèi)開始試水制造工業(yè)光電傳感器,并逐步發(fā)展壯大。90年代初期,隨著國民經(jīng)濟(jì)的增長和工業(yè)自動化的加速推進(jìn),中國的工業(yè)光電傳感器制造業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期。如今,中國的工業(yè)光電傳感器制造業(yè)已經(jīng)處于全球領(lǐng)先地位,成為世界聞名的光電傳感器生產(chǎn)基地之一。產(chǎn)業(yè)鏈分析商業(yè)模式中國的工業(yè)光電傳感器制造業(yè)商業(yè)模式主要是以生產(chǎn)銷售為主,較少采用研發(fā)生產(chǎn)銷售一體化模式。生產(chǎn)企業(yè)主要供應(yīng)給自動化設(shè)備制造商,然后這些自動化設(shè)備制造商銷售給最終用戶,最終用戶則使用這些設(shè)備來自動化生產(chǎn)線。除此之外,還有一些企業(yè)將工業(yè)光電傳感器產(chǎn)品應(yīng)用到自己的設(shè)備制造中,以提高自己產(chǎn)品的品質(zhì)和效率,然后再將自己的產(chǎn)品銷售給最終用戶。在商業(yè)模式上,中國的工業(yè)光電傳感器制造業(yè)與歐美等發(fā)達(dá)國家還存在一定的差距。技術(shù)研發(fā)中國的工業(yè)光電傳感器制造業(yè)在技術(shù)研發(fā)方面逐漸...
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    2023 - 09 - 30
    一、介紹在許多須要進(jìn)行精確檢查的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,視覺系統(tǒng)的高度定位已成為一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。尤其在物料變化情況復(fù)雜或需要精確測量的應(yīng)用場景中,如何通過視覺系統(tǒng)穩(wěn)定地執(zhí)行Z軸方向定位是個重要議題。而在這方面,高精度激光測距傳感器無疑可以提供解決方法。二、解決方案1、測量初始化首先提供一個安全并且可控的環(huán)境以保證傳感器的測量工作。將目標(biāo)工件放在固定的位置上,并確保其穩(wěn)固不動來為測量過程提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)。2、高精度激光測距傳感器啟動測量啟動高精度激光測距傳感器對目標(biāo)進(jìn)行測量。傳感器會發(fā)出一束紅外激光,該激光會瞄準(zhǔn)工件并反射回傳感器,創(chuàng)建出一個明確的測量路徑。傳感器具有強(qiáng)大的抗干擾能力,即使目標(biāo)工件材質(zhì)變化,也能夠維持穩(wěn)定的測量結(jié)果。3、數(shù)據(jù)處理與分析接下來進(jìn)入數(shù)據(jù)處理階段。傳感器會捕捉反射回來的激光,然后利用內(nèi)部的光學(xué)組件和測量算法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,計(jì)算出其對應(yīng)的Z軸坐標(biāo)值。4、結(jié)果反饋與定位最后,我們將測量結(jié)果(即Z軸的坐標(biāo)值)傳遞給工業(yè)相機(jī),一旦接收到數(shù)據(jù),相機(jī)就能在Z軸上進(jìn)行精確的位置定位。在這個過程中,即使工件移動或者改變位置,我們的系統(tǒng)也能實(shí)時根據(jù)新的測量結(jié)果進(jìn)行調(diào)整,保證視覺系統(tǒng)始終在正確的位置對工件進(jìn)行檢測。5、持續(xù)追蹤與更新系統(tǒng)會持續(xù)監(jiān)測工件的位置,并根據(jù)需要實(shí)時更新Z軸的高度信息。這樣,在整個生產(chǎn)過程中,無論工件如何變化或移動,我們的視覺系統(tǒng)都能進(jìn)行穩(wěn)定、準(zhǔn)確的檢測。三、行業(yè)應(yīng)用1....
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激光測振技術(shù):旋轉(zhuǎn)機(jī)械檢測的核心手段 2024 - 12 - 22 在旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)行過程中,振動情況直接關(guān)乎其性能與安全。激光測振動傳感器憑借其獨(dú)特優(yōu)勢,成為該領(lǐng)域不可或缺的檢測利器。它采用非接觸式測量,有效避免了對旋轉(zhuǎn)機(jī)械的物理干擾,確保測量的精準(zhǔn)性。其高精度的特性,能夠捕捉到極其微小的振動變化,為故障診斷提供可靠依據(jù)。廣泛的應(yīng)用范圍涵蓋了電機(jī)、風(fēng)機(jī)、軸承等各類旋轉(zhuǎn)機(jī)械,在能源、化工、機(jī)械制造等眾多行業(yè)都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過實(shí)時監(jiān)測振動數(shù)據(jù),可及時發(fā)現(xiàn)潛在問題,預(yù)防設(shè)備故障,保障生產(chǎn)的連續(xù)性與穩(wěn)定性,大大降低維修成本與停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。工作原理:激光與振動的深度互動激光測振動傳感器基于激光多普勒效應(yīng)工作。當(dāng)激光照射到旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動表面時,由于物體表面的振動,反射光的頻率會發(fā)生多普勒頻移。設(shè)激光源發(fā)射的激光頻率為,物體表面振動速度為,激光波長為,則多普勒頻移可由公式計(jì)算得出。通過精確測量多普勒頻移,就能得到物體表面的振動速度,進(jìn)而獲取振動信息。與傳統(tǒng)測量原理相比,激光多普勒測振具有顯著優(yōu)勢。傳統(tǒng)的接觸式測量方法,如壓電式傳感器,需要與被測物體直接接觸,這不僅會對旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)行產(chǎn)生一定干擾,還可能因安裝問題影響測量精度,而且在高速旋轉(zhuǎn)或微小振動測量時,接觸式傳感器的響應(yīng)速度和精度受限。而激光測振傳感器采用非接觸式測量,避免了對旋轉(zhuǎn)機(jī)械的物理干擾,可實(shí)現(xiàn)高精度、寬頻帶的測量,適用于各種復(fù)雜工況下的旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動測量。實(shí)驗(yàn)設(shè)置:精準(zhǔn)測量的基石(一)微型激光多普勒測...
光譜共焦位移傳感器的那些事兒 2024 - 12 - 22 **光譜共焦傳感器是一種具有高精度、高效以及非接觸等技術(shù)優(yōu)勢的新型幾何量精密測量傳感器。以下將對光譜共焦傳感器進(jìn)行詳細(xì)介紹。****一、光譜共焦傳感器的工作原理**光譜共焦傳感器利用不同波長的光在被測物體表面反射后,通過色散物鏡聚焦在不同位置,從而建立位移和波長之間的關(guān)系。光源發(fā)出的光經(jīng)過色散物鏡后,不同波長的光聚焦在不同的軸向位置。當(dāng)被測物體處于某一特定波長的焦點(diǎn)位置時,該波長的光被反射回傳感器,通過成像光譜儀檢測到該波長的光,從而確定被測物體的位置。**二、光譜共焦傳感器的組成部分**1. **光源**:通常為寬光譜光源,能夠提供一定波長范圍的光。例如,在一些研究中提到的寬光譜光源可以覆蓋特定的波長范圍,以滿足不同測量需求。2. **色散物鏡**:是光譜共焦傳感器的關(guān)鍵組成部分之一。它能夠?qū)⒉煌ㄩL的光聚焦在不同的軸向位置,從而實(shí)現(xiàn)對被測物體位置的精確測量。設(shè)計(jì)色散物鏡時,需要考慮多個因素,如測量范圍、圖像空間數(shù)值孔徑、軸向響應(yīng)等。例如,有研究設(shè)計(jì)的色散物鏡測量范圍為 2mm,圖像空間數(shù)值孔徑為 0.3,軸向響應(yīng) FWHM 優(yōu)于 5μm,分辨率較高,并且波長與位移之間的判定系數(shù)優(yōu)于 0.9,線性關(guān)系良好。3. **成像光譜儀**:用于檢測反射回來的光,并確定其波長。在一些研究中,采用棱鏡 - 光柵分光的方式對成像光譜儀的后端進(jìn)行模擬和分析,消除了成像光譜儀中的譜線彎曲。**三、...
光譜共焦位移傳感器制造技術(shù)詳解 2024 - 12 - 11 摘要光譜共焦位移傳感器是一種高精度、非接觸式的光電位移傳感器,廣泛應(yīng)用于光學(xué)鏡片檢測、半導(dǎo)體制造、醫(yī)療器械生產(chǎn)等多個領(lǐng)域。本文詳細(xì)闡述了光譜共焦位移傳感器的制造技術(shù),包括生產(chǎn)技術(shù)細(xì)節(jié)、工藝流程以及需要注意的具體事項(xiàng),為相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)和生產(chǎn)提供參考。引言隨著精密儀器制造業(yè)的發(fā)展,對于工業(yè)生產(chǎn)測量的要求越來越高。光譜共焦位移傳感器以其高精度、非接觸式、實(shí)時無損檢測等特性,成為解決這一問題的有效手段。本文旨在詳細(xì)介紹光譜共焦位移傳感器的制造技術(shù),包括關(guān)鍵零部件的選擇、生產(chǎn)工藝流程以及制造過程中需要注意的事項(xiàng)。一、光譜共焦位移傳感器的基本原理光譜共焦位移傳感器由光源、分光鏡、光學(xué)色散鏡頭組、小孔以及光譜儀等部分組成。傳感器通過色散鏡頭將位移信息轉(zhuǎn)換成波長信息,再利用光譜儀進(jìn)行光譜分解,反解得出被測位移。其中,色散鏡頭作為光學(xué)部分完成了波長和位移的一一映射,是傳感器的核心部件。二、關(guān)鍵零部件的選擇1. 光源選擇白光LED作為光源,其光譜分布范圍廣泛,能夠滿足不同測量需求。同時,白光LED具有壽命長、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),適合用于工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。2. 色散鏡頭色散鏡頭是光譜共焦位移傳感器的關(guān)鍵部件,其性能直接影響傳感器的測量精度和分辨率。在選擇色散鏡頭時,需要考慮其軸向色散與波長之間的線性度、色散范圍以及鏡頭材料等因素。3. 光譜儀光譜儀用于接收通過小孔的光信號,并確定其波長,從而實(shí)現(xiàn)位移分辨。在選擇...
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