1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Акустический журнал
  4. T. 69, № 3, 2023

Акустический журнал, 2023, T. 69, № 3, стр. 351-356

Повышение частотного разрешения при измерении вибраций вращающихся тел с помощью лазерной виброметрии с неподвижным лучом

В. В. Артельный a, А. А. Родионов a, А. В. Стуленков a, *

a Институт прикладной физики РАН
603155 Нижегородская обл., Нижний Новгород, ул. Ульянова 46, Россия

* E-mail: stulenkov@ipfran.ru

Поступила в редакцию 22.04.2022
После доработки 22.04.2022
Принята к публикации 22.09.2022

Аннотация

Техника лазерной доплеровской виброметрии активно применяется при выполнении экспериментальных исследований из-за бесконтактного принципа измерений. При использовании неподвижного лазера для измерений вибраций вращающихся тел и преобразования Фурье для обработки результатов таких измерений возникает проблема, связанная с понижением частотного разрешения спектров при увеличении частоты вращения тела. В результате при достаточно высоких скоростях вращения могут перестать разрешаться близко расположенные дискретные составляющие. В данной работе предложен способ решения такой проблемы, основанный на методе наименьших квадратов. Работоспособность такого метода обработки продемонстрирована на экспериментальных данных.

Ключевые слова: лазерная виброметрия, частотное разрешение, метод наименьших квадратов, измерение вращающихся тел

Список литературы

  1. Johansmann M., Fritzsche M., Schell J. A new method for measurement of rotating objects utilizing laser Doppler vibrometry combined with an optical derotator with focus on automotive applications // SAE Technical Paper Series. 2011. https://doi.org/10.4271/2011-26-0043

  2. Gasparoni A., Allen M.S., Yang S., Sracic M.W., Castellini P., Tomasini E.P. Experimental Modal Analysis on a Rotating Fan Using Tracking-CSLDV // AIP Conference Proceedings. 2010. V. 1253. № 3.

  3. Abbas S.H., Jang J.-K., Kim D.-H., Lee J.-R. Underwater vibration analysis method for rotating propeller blades using laser Doppler vibrometer // Optics and Lasers in Engineering. 2020. V. 132. P. 106133.

  4. Lutzmann P., Göhler B., Hill C.A., van Putten F. Laser vibration sensing at Fraunhofer IOSB: review and applications // Opt. Eng. 2016. V. 56. № 3. P. 031215.

  5. Reinhardt A.K., Kadambi J.R., Quinn R.D. Laser vibrometry measurements of rotating blade vibrations // J. Engineering for Gas Turbines and Power. 1995. V. 117. № 3. P. 484–488.

  6. Kulczyk W.K., Davis Q.V. Laser Doppler instrument for measurement of vibration of moving turbine blades // Proc. of the Institution of Electrical Engineers. 1973. V. 120. № 9. P. 1017–1023.

  7. Cookson R.A., Bandyopadhyay P. Fiber-optic laser-Doppler probe for vibration analysis of rotating machines // J. Engineering for Power. 1980. V. 102. № 3. P. 607–612.

  8. Oberholster A.J., Heyns P.S. Online condition monitoring of axial-flow turbomachinery blades using rotor-axial Eulerian laser Doppler vibrometry // Mechanical Systems and Signal Processing. 2009. V. 23. № 5. P. 1634–1643. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2009.01.001

  9. Oberholster A.J., Heyns P.S. Eulerian laser Doppler vibrometry: Online blade damage identification on a multi-blade test rotor // Mechanical Systems and Signal Processing. 2011. V. 25. № 1. P. 344–359. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2010.03.007

  10. Oberholster A.J., Heyns P.S. A study of radial-flow turbomachinery blade vibration measurements using Eulerian laser Doppler vibrometry // AIP Conference Proceedings. 2014. V. 1600. № 1. P. 23–32. https://doi.org/10.1063/1.4879565

  11. Castellini P., Tomasini E.P. Image-based tracking laser Doppler vibrometer // Review of Scientific Instruments. 2004. V. 75. № 1. P. 222–232. https://doi.org/10.1063/1.1630859

  12. Марпл-мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения: Пер. с англ. М.: Мир, 1990. 584 с.

  13. Турчин В.И. Введение в современную теорию оценки параметров сигналов. Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2005. 116 с.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Акустический журнал

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал