超並列レーザーRADAR
非接触建物振動計測
Ommatidia Q2マルチビームレーザードップラー振動計を使用した、環境励起下における建物の遠隔非接触振動測定の実証。25 mの離隔距離から、65点同時測定により信頼性の高い高感度スペクトルおよび速度波形の取得を実現しました。
産業用煙突を測定するQ2レーザーRADAR
アプリケーション概要
Ommatidia Q2は、FMCW レーザーRADARベースのマルチビーム振動計であり、直線上に配置された65点を同時取得します。ランダム励起または環境励起の場合、並列取得により全ての点が同時に測定され、スキャン方式に伴う位相不整合を回避します。関連仕様:
- 65点同時振動計測、最大40 kHzまで選択可能なサンプリング、速度範囲±15.5 mm/s。
- 統合三軸加速度計:2,000 Hz帯域幅、4,000 Hzサンプリング、22.5 µg/√Hzノイズ、交通、風、内部ファンなどの環境振動および機器振動の識別を可能にします。
- アライメントおよび記録用のオートフォーカス付きフルHD RGBカメラ(1920×1080)。
- IP54堅牢化および気圧、温度、湿度の大気補正。
- GigE接続、GPS同期、アナログI/O、デジタル出力、Ommatidia Atelierによる制御、HDF5形式データ。
- 必要に応じた高密度垂直サンプリング用の仰角マイクロスキャナー、および安定性とスペクトル分解能のための長時間取得静的モード。
試験セットアップおよびワークフロー
対象物:地熱システム煙突、コンクリート製中空構造、約2 m × 1 m × 35 m。
- 離隔距離:約25 m、測定ラインはファサードに沿って垂直方向に配置。
- 表面処理:不要。
- モード:連続時系列のための長時間取得静的振動計測。
- 取得:同一垂直ライン上で各300秒の3回の測定。手順:1) RGBカメラとオートフォーカスを使用して垂直65点ビームラインをアライメント。2) 時間安定性と低周波分解能を優先するように長時間取得静的振動計測を設定。3) Q2振動計測データと内部加速度計時系列を同時記録。4) 周波数スペクトルを後処理し、構造応答を環境および機器シグネチャと比較。
進め方
- 建物の動的特性評価は、振幅が非常に小さく、支配的な周波数が10 Hz未満であることが多いため困難です。
- 制御励起は資産規模では実用的でないことが多く、環境励起解析が好ましい手法となります。
- 本アプリケーションノートでは、環境励起下における実際の建物振動の遠隔非接触取得に対するOmmatidia Q2マルチビームレーザードップラー振動計を評価します。
運用上のメリット
スペクトル解析により、振動計と加速度計の両方のスペクトルに5 Hz、10 Hz、および110 Hzのピークが検出され、非構造的起源を示しています。5 Hzおよび10 Hzのピークは、都市環境からの地盤伝播励起と一致しています。 振動計データには存在するが加速度計には反映されていない明確な1.7 Hzのピークは、煙突の構造応答に起因するものとされました。
主な知見:
- 環境励起のみで低周波建物モードの特定が可能です。
- 統合加速度計は、環境および機器由来の振動から真の建物動特性を分離する、音源識別において極めて重要です。
- 並列65点取得により、測定ライン上で瞬時的かつ位相整合した空間的洞察が得られます。
実証ポイント
サイト選択:安定した地盤上で明確な視線を確保し、必要に応じて剛性三脚および絶縁パッドを使用して機器への局所振動結合を最小化します。
- 設定:10 Hz未満の低周波ターゲットには長時間取得静的モードを使用します。所望のスペクトル分解能を達成するためにサンプリングレートと記録長を校正します。
- 検証:振動計スペクトルを内部加速度計と比較し、環境または機器ピークを除外します。
- 記録:アライメント記録および再現性のためにRGBカメラを使用します。トレーサブルなワークフローのためにデータをHDF5形式で保存します。
構造ヘルスモニタリングのためのQ2評価
建物および土木資産の遠隔非接触診断を加速します。デモンストレーションのリクエストまたはアプリケーションエンジニアとの相談をご希望の場合は、当社チームまでお問い合わせください:https://ommatidia-lidar.com/products/
