Chương 4 Thực nghiệm xác định tần số, biên độ rung
a. Phương pháp đo không tiếp xúc
a.1. Phương pháp đo trực tiếp biên độ bằng kính hiển vi
Sử dụng một kính hiển vi dùng cho ngành luyện kim, với dải quan sát cỡ mi- cromet. Với bộ chuyển đổi siêu âm, biên độ rung xác định bằng cách quan sát điểm cuối tự do của đầu bộ chuyển đổi (được đánh dấu bằng sơn) dưới một kính hiển vi khi chưa rung và có rung, minh họa như hình 4.10a. Ban đầu, khi chưa cấp rung, điểm được đánh dấu trên đầu bộ phát rung được quan sát bằng mắt với mức điều chỉnh kính X15. Khi cho đầu rung hoạt động, điểm được quan sát chỉ cần mức điều chỉnh kính X10. Khoảng giữa 1-2 thể hiện biên độ rung đo được chính bằng 5 µm. Hầu hết các đầu phát rung có biên độ từ 5- 10 µm. Giá trị này được tăng lên khi đi qua đầu khuếch đại (tới vài chục micromet).
Với bộ đầu rung khi lắp các bộ khuếch đại cùng dụng cụ, kích thước dọc trục thường lớn. Hình 4.10b minh họa phương án đo biên độ rung tại mũi dụng cụ. Ban đầu, mũi dao tiện được đánh dấu bằng sơn. Khi cấp nguồn kích thích rung, đầu mũi dao sẽ chuyển dịch theo phương dọc trục một khoảng bằng biên độ rung, bằng chính chiều dài ảnh vệt sơn được tạo ra.
(a) (b)
Hình 4.10. Sơ đồ nguyên lý đo biên độ bằng kính hiển vi
a.2. Sử dụng Laser Vibrometer
Laser Vibrometer là một thiết bị chuyên dụng để đo chuyển vị hoặc vận tốc của bề mặt vật thể. Một nguồn phát qua đi-ốt laser (LD) sinh một chùm tia laser chiếu đến một thấu kính hội tụ hướng đến bề mặt vật thể cần đo. Tín hiệu phản hồi được bộ dò tách sóng quang (Photodetector – PD) thu và mã hóa thành tín hiệu điện tương tự. Tín hiệu này được hiển thị trên một máy hiện sóng hoặc kết nối với giao
bước sóng giữa tín hiệu laser đi và về, thuật toán tương tự sẽ cho ra kết quả đo là biên độ của dao động [34]. Một bộ đầu đo laser thường có giá khoảng 2 tỷ VNĐ.
Hình 4.11. Hệ thống đo Laser vibrometer