Startseite > Messtechnik > LDV mit hoher Auflösung im Frequenzbereich unter 10 Hz

Laser-Doppler-Vibrometrie mit hoher Auflösung im Frequenzbereich unter 10 Hz

im DFG-Projekt "Untersuchung der chemischen Expansion von Praseodym-Cer-Mischoxidschichten bei hohen Temperaturen"

Am Institut für elektrische Informationstechnik entwickeltes Laser-Doppler-Vibrometer

Motivation

  • In der industriellen Produktion und der Energieversorgung gewinnen Hochtemperatur-Prozesse immer mehr an Bedeutung. In diesem Zusammenhang besteht ein Bedarf an Sensoren, Aktoren und Sensor-Aktor-Systemen und diese für hohe Temperaturen zu optimieren. 
  • Das Feld der Hochtemperatur-Aktoren zur Erzeugung von mechanischen Bewegungen ist dabei noch weitgehend unerforscht. 
  • Im Rahmen dieses DFG-geförderten Projektes soll die chemische Expansion von Praesodym-Cer-Mischoxiden (kurz:PCO) messtechnisch untersucht werden. Die Dehnung dieser PCO-Schichten kann über die Sauerstoffkonzentration gesteuert werden, die indirekt über eine Spannung gesteuert werden kann. Projektpartner, insbesondere für Fragen und Theorie bezüglich der Chemie, ist die Arbeitsgruppe der Hochtemperatur-Sensorik am IEPT
  • Da PCO-Schichten für den gesteuerten Dehnungsvorgang bereits bei 650 °C etwa 60 s benötigen, liegt die zu erfassende Schwingungsfrequenz im Bereich einiger Milihertz. Die zu untersuchunden Schwingungen weisen Amplituden von 10 - 200 pm auf. 
  • Grundsätzlich lassen sich Dehnungen (bzw. Auslenkungen) mit Hilfe der Laser-Doppler-Vibrometrie erfassen. Geräte auf dem aktuellen Stand der Technik sind dabei allerdings nur in der Lage Schwingungen von einigen Hz bis hin zu einigen hundert MHz zu messen (für die zu betrachtenden Dehnungsvorgänge dementsprechend nicht ausreichend). 
  • Die potentiellen Einsatzgegbiete erstrecken sich über Bereiche der Energiewandlung, Turbinen sowie in der Raumfahrt.

Methoden

  • Konstruktion und Optimierung eines differentiell messenden Laser-Doppler-Vibrometers auf Grundlage der spezifischen Anforderungen der Messung von PCO-Schichten. 
  • Analyse der niederfrequenten Rauschquellen im Schwingungsbereich von mHz bis zu etwa 10 Hz.
  • Forschung zu Signaldiversität bei der Laser-Doppler-Vibrometrie um die Wirkung von Laser-Speckle zu verringern. 

Anwendungsbeispiel der Laser-Doppler-Vibrometrie

 

Kontakt  Suche  Sitemap  Datenschutz  Impressum
© TU Clausthal 2019