Интерферометр майкельсона на диодном лазере, Измерение вибрации вибростенда с размахом 5 мм на расстоянии 50 мм Опции

[gregory]

Надо измерить вибрацию с размахом до 5 мм площадки, расположенной на расстоянии от лазера 50 мм. Для этого обычно используют интерферометр на гелий -неоновом лазере. Приходилось с ним работать и настраивать. Надо сделать на диодном лазере.
Кто видел такой готовый? Может, у кого -то есть ссылки. Если делать самому , то подскажите , какой одномодовый лазер лучше брать ? Длина когрентности должна быть , соответственно , такой же . Излученме необходимо в видимом свете. Какие фотодиоды порекомендуете? Какие сложности ожидают?
Где покупают для интерферометра стекло? Интересуют не идеи, а практические предложения. Раньше с лазерными диодами не работал, теорию знаю.
Спасибо.

[Herz]

Я бы посоветовал Thorlabs?, у них есть всё необходимое. Недёшево, правда, но где дёшево? Ещё бы рекомендовал взвесить, действительно ли Вам нужен интерферометр для таких амплитуд вибрации, раз уж пришла пора модернизации. Я вот стараюсь переходить от интерферометров к зеркальцу и мерить камерой смещение луча. Каков у Вас минимум амплитуд?

[_pv]

всё-таки акселерометрами/геофонами, кмк вибрации измерять проще. опять же просто небольшой магнит и снятие сигнала с катушки с какой угодно чувствительностью.
можно расстояние через индуктивность снимать, LCD1000EVM 25$ стоит всего.

[DS]

А оно не дороже выйдет, чем на гелий-неоновом ? Надо же стабильность и монохроматичность обеспечить, не говоря уже о качестве пучка.

Возьмите одномодовый твердотельный с диодной накачкой, на 1060 или на 532 (дороже существенно).

[Herz]

Возьмите одномодовый твердотельный с диодной накачкой, на 1060 или на 532 (дороже существенно).

+1. Но автор не говорил, что нужно дешевле...

[gregory]

Я бы посоветовал Thorlabs?, у них есть всё необходимое. Недёшево, правда, но где дёшево? Ещё бы рекомендовал взвесить, действительно ли Вам нужен интерферометр для таких амплитуд вибрации, раз уж пришла пора модернизации. Я вот стараюсь переходить от интерферометров к зеркальцу и мерить камерой смещение луча. Каков у Вас минимум амплитуд?

Речь идет об измерении вибрации в переносном маленьком вибростенде, нужно сделать обратную связь. Это не модернизация , а новая разработка. Интерферометр - внутри вибростенда. Минимумальная амплитуда , естественно , зависит от частоты . Соответственно , на более высоких частотах , например, 80 Гц доходит до микрометров. 80 герц - реперная частота в вибростендах, но можно взять 40 Гц. Интерферометр даст более менее точное значение.
Зеркальцем с микроскопом обычно измеряют вибрацию лопаток авиадвигателей.

всё-таки акселерометрами/геофонами, кмк вибрации измерять проще. опять же просто небольшой магнит и снятие сигнала с катушки с какой угодно чувствительностью.
можно расстояние через индуктивность снимать, LCD1000EVM 25$ стоит всего.

Вибрация хорошо измеряется акселерометром от 20 Гц до 10 кГц, но ниже, особенно < 10 Гц, сигнал акселерометра тонет в шумах при низких уровнях вибрации.
Вообще , мы измеряем вибрацию на низких частотах при помощи вихретокового преобразователя, у которого это очень хорошо получается. . Но есть указание сверху сделать интерферометр.

+1. Но автор не говорил, что нужно дешевле...

Не говорил, но надо , что бы это было дешевле переносного вибростенда.

всё-таки акселерометрами/геофонами, кмк вибрации измерять проще. опять же просто небольшой магнит и снятие сигнала с катушки с какой угодно чувствительностью.
можно расстояние через индуктивность снимать, LCD1000EVM 25$ стоит всего.

Там уже стоит акселерометр, поставить второй на низкие частоты нет возможности. Он будет тяжелый, а массу подвижной части увеличивать тоже нельзя. Между днищем коробки и подвижной частью мало места.

[DS]

Не говорил, но надо , что бы это было дешевле переносного вибростенда.

Тогда твердотельный на 1.06 мкм.

[khach]

Как хорошо знакомый с интерферометрами предложу- может ну его нафиг? А вибрации мерять дифференциальным емкостным (конденсаторным) датчиком? Частотный диапазон позволяет, механическая конструкция проста до ужаса. Ну или как вариант LVDT, но у него частотный диапазон уже, чем у конденсатороного.

[gregory]

Как хорошо знакомый с интерферометрами предложу- может ну его нафиг? А вибрации мерять дифференциальным емкостным (конденсаторным) датчиком? Частотный диапазон позволяет, механическая конструкция проста до ужаса. Ну или как вариант LVDT, но у него частотный диапазон уже, чем у конденсатороного.

Совершенно согласен. Спасибо за поддержку. Но хозяин - барин. А ему очень хочется - значит можно. Уже писал , что вихретоковый датчик в качестве вспомогательного к пьезоэлектрическому уже стоит.
А все -таки, кто-то видел живой простой интерферометр Майкельсона на диодном лазере? И чтобы вибрацию мерил. У меня была лабораторная работа на диодном лазере - интерферометр, кажется, имени Маха -Цендера . Там можно было при определнном старании увидеть интерференционную картинку.

[DS]

Картинку можно увидеть, вы же собрались 5 мм перемещение измерять. Можете, конечно, взять диодный DFB с одномодовым волокном (в качестве пространственного модового фильтра), только выйдет дороже твердотельного. В нем все равно лазерный диод есть, может хозяина это устроит ?

[НЕХ]

Может это ?
https://www.google.ru/search?q=self+mixing+...93&ie=UTF-8

[Herz]

Тогда твердотельный на 1.06 мкм.

Так надо ещё и в видимом диапазоне зачем-то.

[gregory]

Может это ?
https://www.google.ru/search?q=self+mixing+...93&ie=UTF-8

Интересная методика. Полагаю, что все это на уровне научной разработки. Авторы многих статей одни и те же. Статьи просмотрел бегло. Диапазон вибраций, в котором они работали до 100мкм максимум, он зависит от расстояния на котором нахоодится мишень. На первый взгляд все просто , но аппаратная реализация окажется очень сложной по сравненю с обычным Майкельсоном , где надо просто сосчитать количесво импульсов при засветке фотодиода.

Так надо ещё и в видимом диапазоне зачем-то.

Это не обязательно. Но для безопасности сборщика аппаратуры было бы неплохо, кроме того при таком простом методе повышает точность измерений.

[НЕХ]

Интересная методика. Полагаю, что все это на уровне научной разработки. Авторы многих статей одни и те же. Статьи просмотрел бегло. Диапазон вибраций, в котором они работали до 100мкм максимум, он зависит от расстояния на котором нахоодится мишень. На первый взгляд все просто , но аппаратная реализация окажется очень сложной по сравненю с обычным Майкельсоном , где надо просто сосчитать количесво импульсов при засветке фотодиода.

Есть серийные приборы, есть компьютерные мыши на этом принципе.
Ещё в природе существуют датчики, пытающиеся использовать Photo‐EMF

[gregory]

Есть серийные приборы, есть компьютерные мыши на этом принципе.
Ещё в природе существуют датчики, пытающиеся использовать Photo‐EMF

А марки приборов известны?

[Plain]

Собрать за пару дней из подручных материалов магнитный, ёмкостной, оптический и т.п. датчик, а для самолюбования начальства поставить эффективный светодиод и сказать, что это лазер.

[НЕХ]

А марки приборов известны?

к примеру - http://www.metrolaserinc.com/Literature/Me...SB-LDVpaper.pdf
мышь -
https://forum.sparkfun.com/viewtopic.php?f=...tart=105#p40088

http://lib.gen.in/7a19e9d5aaec5c8e7982ae6a.../norgia2010.pdf
http://lib.gen.in/101de836844d4c0128f6972f.../norgia2010.pdf

Сообщение отредактировал НЕХ - Jul 7 2014, 17:18

[gregory]

Собрать за пару дней из подручных материалов магнитный, ёмкостной, оптический и т.п. датчик, а для самолюбования начальства поставить эффективный светодиод и сказать, что это лазер.

Так не получится . Начальство само не хуже разбирается. Есть такое начальство , которое любит все делать само или хотя бы поучаствовать. Тем более, что другое уже сделано или делается.

[gregory]

к примеру - http://www.metrolaserinc.com/Literature/Me...SB-LDVpaper.pdf
мышь -
https://forum.sparkfun.com/viewtopic.php?f=...tart=105#p40088

http://lib.gen.in/7a19e9d5aaec5c8e7982ae6a.../norgia2010.pdf
http://lib.gen.in/101de836844d4c0128f6972f.../norgia2010.pdf

Замечательный доплеровский "метролазер" , почему-то долго не мог открыть ссылку , но сегодня просмотрел без проблем. Правда, цена и размеры превышют аналогичные параметры нашего вибростенда. Кроме того , думаю, что для нас это сложно. Мне хотелось бы ссылку на выпускаемый интерферометр Майкельсона и чтоб на лазерном диоде - это проще. В принципе, я заказал небольшой готовый диодный измеритель OMRON ZX2-LD50 для испытаний , толщина 22 мм, но и он плохо входит. Это тоже не Майкельсон, но просто и недорого. .

[НЕХ]

http://sem-proceedings.com/27i/sem.org-IMA...ith-Compact.pdf

[gregory]

http://sem-proceedings.com/27i/sem.org-IMA...ith-Compact.pdf

К сожалениию , это та же разработка и тот же прибор, - материалы конференции. Обычно одну и ту же работу докладывают на ряде конференций- набирают публикации.

[prig]

...ссылку на выпускаемый интерферометр Майкельсона и чтоб на лазерном диоде
...

Вот это навряд ли.
Интерферометры чаще строятся под задачу.

И ещё вот что утверждают отдельные буржуины (lasercomponents):
Single-mode VCSELs for Interferometric Applications
An alternative application that, until now, could only be served by an HeNe laser.
Я бы обратил внимание на эту заяву.
С твердотельными лазерами с диодной накачкой тоже не всё просто.

А вообще-то, лучше постараться убедить барина, что целесообразность затеи не слишком высока.
Мороки с ПП лазером, интерферометром и системой регистрации будет много, затраты достаточно высокие.
А вот что из этого получится, и насколько это будет юзабельно, это большой вопрос.
Думаю, даже грубой оценки будет достаточно, что бы слегка охладить пыл начальника.

[gregory]

Вот это навряд ли.
Интерферометры чаще строятся под задачу.

И ещё вот что утверждают отдельные буржуины (lasercomponents):
Single-mode VCSELs for Interferometric Applications
An alternative application that, until now, could only be served by an HeNe laser.
Я бы обратил внимание на эту заяву.
С твердотельными лазерами с диодной накачкой тоже не всё просто.

А вообще-то, лучше постараться убедить барина, что целесообразность затеи не слишком высока.
Мороки с ПП лазером, интерферометром и системой регистрации будет много, затраты достаточно высокие.
А вот что из этого получится, и насколько это будет юзабельно, это большой вопрос.
Думаю, даже грубой оценки будет достаточно, что бы слегка охладить пыл начальника.

Дело в том , что использовать диодный лазер взамен гелий -неонового крайне привлекательно. Но, одно дело- переходы между одиночными уровнями , а другое- между зонами. Плюс большое расхождение луча. Поэтому, у меня возникли сомнения . А разрешить их может только готовое изделие , тут даже расчетам веры нет. Неизвестно , какую модель рассматривал автор. Более сложные интерферометры не подходят , так как вибростенд недорогой.

[prig]

Дело в том , что использовать диодный лазер взамен гелий -неонового крайне привлекательно.
...

Лет 10 назад пытался решить эту задачу.
Интерферометр и прочее хозяйство являлись неотъемлемой частью прибора, придумывать там было нечего.
А вот гелий-неоновый лазер был сильно неудобен в силу ряда причин, и заменить его очень хотелось.
На тот момент оказалось, что овчинка выделки не стоит.

За 10 лет ситуация с лазерами существенно изменилась. Но не факт, что такая замена стала целесообразной для большинства задач.
В вашем случае придётся городить всё целиком (оптика, питание лазера, система регистрации и детали конструкции).
А сравнивать придётся с более простыми и дешёвыми решениями, которые явно существуют. И при этом учитывать фактор производства и эксплуатации.

Имха, выглядит это сомнительно.

[Herz]

Не знаю, будет ли полезной информация... У меня на двух эспериментальных установках трудятся самодельные интерферометры Маха-Цандера. Один - на HeNe, а в другом - решили заменить старенький лазер на твердотельный (практически указку) - СР532, только по соображениям безопасности. А точнее, "отмазки" от комиссий. Работал сей вариант похуже первого, но сносно. Правда, почти 24 часа в сутки. В лаборатории. Посему через полгода зачах. И поделать с этим нечего. Придётся покупать другой.

[gregory]

Не знаю, будет ли полезной информация... У меня на двух эспериментальных установках трудятся самодельные интерферометры Маха-Цандера. Один - на HeNe, а в другом - решили заменить старенький лазер на твердотельный (практически указку) - СР532, только по соображениям безопасности. А точнее, "отмазки" от комиссий. Работал сей вариант похуже первого, но сносно. Правда, почти 24 часа в сутки. В лаборатории. Посему через полгода зачах. И поделать с этим нечего. Придётся покупать другой.

Конечно , информация полезна. Мне нужна конкретика. Конечно, как -то не похож этот диод на указку. Указки у меня нет , но слышал, что цена у нее совсем другая. Можно на таком лазере попробовать. Я писал, Мах -Цандер у меня есть , но он покупной и диод там замурован. Картинка интерференции при совмещении лучей не видна, Если лучи слегка развести , то на краях пятен картинка есть.
Судя по предыдущему сообщению, просто заменить гелий -неон на диод не получается. Хотя сейчас есть диоды с достаточной длиной когерентности, но кто ее указывает.

[gregory]

Лет 10 назад пытался решить эту задачу.
Интерферометр и прочее хозяйство являлись неотъемлемой частью прибора, придумывать там было нечего.
А вот гелий-неоновый лазер был сильно неудобен в силу ряда причин, и заменить его очень хотелось.
На тот момент оказалось, что овчинка выделки не стоит.

За 10 лет ситуация с лазерами существенно изменилась. Но не факт, что такая замена стала целесообразной для большинства задач.
В вашем случае придётся городить всё целиком (оптика, питание лазера, система регистрации и детали конструкции).
А сравнивать придётся с более простыми и дешёвыми решениями, которые явно существуют. И при этом учитывать фактор производства и эксплуатации.

Имха, выглядит это сомнительно.

Если учесть , что вибростенд переносной и корпус тоже вибрирует, то задача еще усложнится .

[НЕХ]

http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/73...reformatted.pdf
http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/83...59-2013_HAL.pdf
с акселерометром...

[gregory]

http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/73...reformatted.pdf
http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/83...59-2013_HAL.pdf
с акселерометром...

Спасибо. Интересные работы. Дело в том , что у нас помимо пьезо- и вихретокового преобразователей микромеханические акселерометры тоже стоят: если брать лучшее , что есть, то вполне меряется ускорение до 2 Герц, особенно при перемещении около 1 мм.
В этих работах указана марка лазерного диода, становится ясно , откуда надо танцевать. Хотя заниматься такого рода разработкой ради того, чтобы засунуть интерферометр в вибростенд вряд ли целесообразно. Он был бы хорош как автономный прибор для поверки вибростендов. Я все еще думаю , что интерферометр Майкельсона намного проще. Может , меня пугает то, что раньше ничего подобного не делал. Делать , правда, буду не я, но человека жалко.

[НЕХ]

тип диода не столь важен - искомый сигнал присутствует у всех.

[gregory]

тип диода не столь важен - искомый сигнал присутствует у всех.

Это понятно, но реализация часто хромает.

[gregory]

Вот это навряд ли.
Интерферометры чаще строятся под задачу.

Так все -таки есть интерферометры Майкельсона на лазерном диоде реально измеряющие вибрацию или нет? Студенты пишут , что делали на лабораторных работах без проблем. .

[SNGNL]

Так все -таки есть интерферометры Майкельсона на лазерном диоде реально измеряющие вибрацию или нет? Студенты пишут , что делали на лабораторных работах без проблем. .

Дался Вам этот интерферометр Майкельсона.
На приведенной базе, интерференционная картинка получиться даже с лазерной указкой (длина когерентности около 1см). Картинка будет одинаково хорошо реагировать на всевозможные типы колебаний (поперечные, угловые и т.д.). Возможность измерения вибраций этим методом, прежде всего, определяется жесткостью самой конструкции по отношению ко всем типам вибраций, кроме измеряемого в одном из плеч интерферометра.

[Herz]

Ну что это за аргумент? Получиться может, нет принципиальных препятствий. И студенты делали.
Но автора интересует "таки есть?" или "таки нет?"
Вот я не видел. Гугл, наверное, тоже. Таки нет? И что?

[SNGNL]

Вот я не видел.

Неудивительно. Конечно, если Вы не являетесь завсегдатаем профильных мероприятий типа: International Conference on Vibration Measurements by Laser Techniques


Если кратко ответить на вопрос ТС:

Так все -таки есть интерферометры Майкельсона на лазерном диоде реально измеряющие вибрацию или нет?

Да, есть

Для начала можно ознакомиться

Один из основных узлов LDV -интерферометр, а схем интерферометров можно насчитать навскидку больше десятка.

Применение схемы Майкельсона в LDV (в качестве ликбеза)

[gregory]

а схем интерферометров можно насчитать навскидку больше десятка.

Применение схемы Майкельсона в LDV (в качестве ликбеза)

Я уже писал , что доплеровский не интересует. Это все теория или принципы работы. Очень полезно для получения знаний . Но не более того.

Неудивительно. Конечно, если Вы не являетесь завсегдатаем профильных мероприятий типа: International Conference on Vibration Measurements by Laser Techniques

Применение схемы Майкельсона в LDV (в качестве ликбеза)

А где численные значения? На каком расстоянии измеряли?. В каком интервале вибраций?. Какие частоты вибрации?. Погрешности?. Ссылки на такие данные ранее были, но не совсем то, что я просил, и все по доплеровским, достаточно дорогим в исполнении. Нужно базовое исполнение, как с гелий --неоновым лазером.

Причина редактирования: Избыточное цитирование. Т.

[SNGNL]

Это все теория или принципы работы. Очень полезно для получения знаний . Но не более того.

Знания очень полезны для избавления от иллюзий

Нужно базовое исполнение, как с гелий --неоновым лазером.

Базовое исполнение, это стенды на гранитных постаментах, для первичной поверки датчиков вибрации. Техника советских времён.
Там кроме ЛГН, многое труднозаменимо (прецизионная механика, операторы-герои труда).

LDV позволяет создавать приборы, удобные для практического использования. Если для Вашей задачи это дорого или избыточно, чем не устраивают триангуляционные лазерные датчики?

Не сочтите за оскорбление Ваших знаний, но тема напоминает желание создать планшетный компьютер по технологиям ЕС ЭВМ.
В обеих устройствах есть узлы, основанные на общих принципах (триггеры, регистры и т. п.). Их изучают студенты, для понимания принципа действия.

[gregory]

Знания очень полезны для избавления от иллюзий


LDV позволяет создавать приборы, удобные для практического использования. Если для Вашей задачи это дорого или избыточно, чем не устраивают триангуляционные лазерные датчики?


В обеих устройствах есть узлы, основанные на общих принципах (триггеры, регистры и т. п.). Их изучают студенты, для понимания принципа действия.

Что-то Вы все о принципах. Я пытался получить ответ на конкретный вопрос, оставляя мою тупость в стороне. В принципе, я уже получил лазерный OMRON ZX2-LD50. Недорого и погрешность измерений (или как сейчас говорят неопределенность) удовлетворяет.
Вам как адепту LVD сообщаю, что создавая технику на новых принципах, редко, кто отменяет старые. Ну, а принцип разумной достаточности остается.

[gregory]

LDV позволяет создавать приборы, удобные для практического использования. Если для Вашей задачи это дорого или избыточно, чем не устраивают триангуляционные лазерные датчики?

Конечно, одно избыточно, а другое устраивает, но предысторию я излагал. Сравнил измерения триангуляционным внешним измерителем OMRON c встроенным вихретоковым преобразователем (наш переносной вибростенд), который включается только на проблемных частотах вибрации от 10 до 2 Герц . Показания совпали с точностью 2%. Тоже самое сделал для эталонной станции калибровки датчиков вибрации 9155 фирмы PCB Piezotronics (США), кажется , за 4 млн руб. . На 2 Герца расхождение 100%, но у них на всех частотах стоит пьезодатчик.

[SNGNL]

На 2 Герца расхождение 100%

Не видя описания методики измерений, вряд ли можно прокомментировать.

[gregory]

Не видя описания методики измерений, вряд ли можно прокомментировать.

Измерения проводились в сертифицированной лаборатории метрологии по соответствующей методике , вибростенды стоят на стальной плите, вмонтированной в бетонный куб. При измерениях в ручном режиме погрешность вибростенда PCB велика на частотах ниже 8 Гц из-за высокого уровня шума контрольного пьезодатчика . Однако в автоматическом режиме потрешность измерений вплоть до 2 Герц на уровне 2%, то есть введена компенсация ошибки.