In vielen Fällen ist taktiles Messen von Bewegungen nicht praktikabel. So kann zum Beispiel bei
Hoch- oder Tieftemperaturprüfungen meist keine Sensorik im Prüfraum installiert werden. Auch in der
Schwingungsanalyse ist die berührungslose Messung von Bewegungsgrößen von Bedeutung: Insbesondere bei kleinen
und leichten Bauteilen wird die Bauteildynamik bereits durch die Anbringung von Sensoren oft unzulässig verändert.
Als berührungslose Messverfahren setzen wir je nach Anwendungsfall Laser-Triangulation oder Laser-Doppler-Vibrometrie ein. Beide
Technologien sind auch für Feldmessungen einsetzbar.
Laser-Triangulation
Laser-Triangulation basiert auf der Messung des Auftreffpunktes eines am Bauteil reflektierten Laserstrahls
auf dem Sensorkopf. Der Laserstrahl wird dabei senkrecht vom Sensorkopf auf das Bauteil abgestrahlt. Der Auftreffpunkt
des reflektierten Strahls variiert mit dem Abstand. Triangulationssensoren bieten eine Auflösung bis ca. 1um und
decken einen Frequenzbereich bis 10kHz ab. Für höhere Freuqenzen sind die Auslenkungen in der Regel zu klein.
Laser-Doppler-Vibrometrie
Die Bewegungsmessung mit dem Laser-Doppler-Vibrometer nutzt den sogenannten Dopplereffekt zur Messung von
Schwingungsgeschwindigkeiten. Dieser besteht in
einer Änderung der Wellenlänge einer von einem Empfänger aufgenommenen Welle in Abhängigkeit der Relativgeschwindigkeit
zwischen Sender und Empfänger (Dehnung oder Stauchung). Der Laserstrahl wir vom Sensorkopf ausgesandt, am Bauteil reflektiert
und vom Sensorkopf wieder empfangen. Schwingungen des Bauteils verursachen daher eine Relativgeschwindigkeit in der
Sender-Empfänger-Strecke.
Laservibrometrie kann bis hin zu sehr hohen Frequenzen von mehreren 100 kHz und bei den für hohe Frequenzen typischen
sehr kleinen Auslenkungen eingesetzt werden. Das Vibrometer misst prinzipbedingt Bewegungsgeschwindigkeiten und ist daher nicht
zur Messung von Auslenkungen bei nicht-oszillierenden Bewegungen geeignet. Die Laservibrometrie eignet sich besonders für
die Schwingungs- und Modalanalyse.
