Für F&E-Ingenieure, Metrologiespezialisten und Experten für Schwingungsprüfungen war die Herausforderung, strukturelle Dynamiken zu erfassen, schon immer mit einem grundlegenden Kompromiss verbunden. Herkömmliche scannende Laservibrometer können eine hohe räumliche Auflösung bieten, erfassen Daten jedoch Punkt für Punkt. Dieser Punkt-für-Punkt-Ansatz führt zu vier Hauptproblemen: In Anwendungen wie der Strukturprüfung in der Luft- und Raumfahrt, der NVH-Validierung im Automobilbereich oder der Überwachung des Bauwerkszustands verhindern diese Einschränkungen, dass Ingenieure die benötigten Messungen erhalten. Hier verändert die Parallelstrahl-Laser-RADAR-Architektur grundlegend, was in der berührungslosen Vibrometrie möglich ist. Dieser Artikel erklärt, wie Parallelstrahl-Laser-RADAR funktioniert, warum es gescannte Systeme übertrifft und wie die Q1- und Q2-Plattformen von Ommatidia LiDAR diese Fähigkeit bereitstellen.
Q2 Massiv paralleles Laserradar für 3D-Vibrometrie & Mikrometer-Präzisions-Metrologie-Scanner von Ommatidia LiDAR
Die folgende Grafik zeigt die normalisierten momentanen Geschwindigkeitsdaten für alle Kanäle als Funktion der Zeit. Die Rohdaten werden in mm/s gemessen.
Warum Parallelstrahl-Laser-RADAR gescannte Systeme übertrifft
Herkömmliche gescannte Systeme, wie galvanometerbasierte Laservibrometer oder mechanische Laser-Tracker, messen einen Punkt nach dem anderen.
Dieser Ansatz kann präzise sein, ist aber zeitaufwendig, erfordert bewegliche Teile und kann transiente Dynamiken während Schwingungsprüfungen übersehen.
Parallelstrahl-Laser-RADAR misst mehrere Punkte gleichzeitig.
Mit dem Q1 (128 parallele Kanäle) und dem Q2 (65 parallele Kanäle) erfasst Ommatidia LiDAR wesentlich mehr Daten, und das viel schneller:
- Massiv parallele Datenerfassung: 65 oder 128 Punkte werden gleichzeitig gemessen, um dichte Punktwolken und Schwingungskarten zu erzeugen.
- Schnellere Inspektionszyklen: Reduzierte Erfassungszeiten auf Minuten in Feldversuchen, sodass Ingenieurteams Entwürfe schneller iterieren und mehr Prüfungen durchführen können.
- Verbesserte zeitliche Genauigkeit: Die gleichzeitige Messung aller Punkte bewahrt die Zeitbeziehungen, die für die operationale Modalanalyse (OMA) erforderlich sind.
Die Systeme von Ommatidia basieren auf der Photonic Integrated Circuit (PIC)-Technologie, die mehrere parallele Laserstrahlen gleichzeitig erzeugt und verwaltet. Jeder Strahl fungiert als unabhängiges Laser-Doppler-Vibrometer und misst mittels Laserinterferometrie ständig, wie schnell sich die Oberfläche bewegt. Das System projiziert ein Raster von Laserstrahlen auf die Struktur. Wenn sich die Oberfläche bewegt, ändert sie die Laserfrequenz (Doppler-Effekt) basierend auf der Geschwindigkeit. Der PIC verarbeitet alle Kanäle gleichzeitig und liefert synchronisierte Geschwindigkeits- oder Verschiebungsdaten. Wesentliche Vorteile sind: In Feldversuchen reduziert der Wechsel von scannenden zu parallelen Systemen die Messzeit um über 70 % und verbessert gleichzeitig die Datenqualität. Erfahren Sie mehr über die Q1/Q2-Systeme → Q2 Massiv paralleles Laserradar für 3D-Vibrometrie & Mikrometer-Präzisions-Metrologie-Scanner von Ommatidia LiDARWie Parallelstrahl-Laser-RADAR funktioniert
Ommatidia LiDARs Q2 bei Feldmessungen
Wo Parallelstrahl-Laser-RADAR Wirkung zeigt
Schwingungsprüfung am Boden in der Luft- und Raumfahrt
Der Q1 kann vollständige Modalschwingungsformen von Flugzeugen in einem Durchgang erfassen, wodurch Beschleunigungsmessernetzwerke entfallen. Ingenieure können gleichzeitig Modaldaten und präzise 3D-Geometrie für die aeroelastische Analyse erhalten.
Automobil-NVH und Haltbarkeit
Die berührungslose Messung von EV-Rahmen und Kohlefaserplatten findet Problemfrequenzen, ohne das Verhalten der Teile zu verändern. Ein Hersteller kann die Validierungszeit im Vergleich zu Scansystemen um 70 % reduzieren.
Strukturüberwachung
Die Brückenüberwachung kombiniert Verschiebungs- und Schwingungsdaten für die operationale Modalanalyse. Die gleichzeitige Mehrpunktmessung ermöglicht eine präzise Modalkonstruktion von entfernten Positionen aus.
Industrielle Messtechnik
~0,1 mm Genauigkeit entspricht der Präzision von High-End-KMGs für schwer zugängliche Oberflächen. Funktioniert mit Koordinatenmessgeräten und Roboterwerkzeugen für vollständige Messworkflows.
Weitere Anwendungen entdecken →
Während einer kürzlichen Luft- und Raumfahrtkampagne ersetzte ein Labor sein gescanntes LDV-Array durch Ommatidias Q2. Das gescannte System erforderte mehrere Durchläufe und wiederholte Anregungen, um Modenformen zu rekonstruieren. Der Q2 erfasste synchronisierte Daten über 65 Kanäle in einem einzigen Test. Ergebnisse:Vergleichende Fallstudie: Parallel vs. Gescannt
Ausblick: Die Zukunft der Parallelstrahl-Vibrometrie
Wesentliche Trends, die das Feld prägen, sind PIC-gesteuerte Parallelmessungen, eine breitere Einführung der zerstörungsfreien Schwingungsprüfung in NDT-Workflows und eine zunehmende Abhängigkeit von dichten Punktwolkendaten für die automatisierte Strukturüberwachung.
Für Teams, die Messwerkzeuge der nächsten Generation evaluieren:
- Passen Sie die Messdichte an Ihre Bedürfnisse an: Parallele Kanäle erfassen detaillierte Daten, wo Scansysteme Informationen zwischen den Punkten übersehen.
- Wählen Sie berührungslose Methoden: Bewahren Sie das natürliche Strukturverhalten während NVH- und aeroelastischen Tests ohne zusätzliche Sensoren.
- Ziehen Sie PIC-basierte Systeme in Betracht: Kompakte, einsetzbare Instrumente mit geringeren Lebenszykluskosten.
Q2 Laser-RADAR ermöglicht die zerstörungsfreie Erfassung hochauflösender Vibrometriedaten
Abschließende Gedanken
Für Teams, die sich mit Strukturprüfung, Modalanalyse oder industrieller Messtechnik befassen, wo schnelle Ereignisse, Zeitgenauigkeit oder Mehrpunktedaten wichtig sind, bietet Parallelstrahl-Laser-RADAR einen klaren technischen Vorteil.
Bei Ommatidia LiDAR entwickeln wir Messwerkzeuge zur berührungslosen und kompromisslosen Erfassung dichter, wiederholbarer und hochpräziser Daten von komplexen Strukturen.
Um mehr über Demonstrationen, Vor-Ort-Tests oder anwendungsspezifische Anleitungen zur Integration von Parallelstrahl-Laser-RADAR in Ihren Test-Workflow zu erfahren, kontaktieren Sie unser Team.
