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ıllı Vibrómetro wiki: info, historia y vídeos


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La Tecnología VLD (LDV en inglés) lleva más de treinta años siendo utilizada. Esta tecnología nació de la necesidad del no poder emplear acelerómetros en partes o bien sistema ligeros o bien donde grandes arreglos de estos transductores imponía limitaciones al ajuste de curvas a sistemas complejos dado los cambios de masa modal, rigidez y amortiguamiento. Las técnicas LDV históricamente empezaron a ser utilizadas en la laboratorios de ciencia básica y desarrollo técnico (Universidades, Institutos, etcétera) y en un número de laboratorios de punta de lanza (IBM, Xerox) y diferentes industrias que precisan alta precisión en mediciones activas para ofrecer productos y servicios de alta tecnología. Históricamente los primeros VLDs que penetraron el mercado el mercado (ya antes de mil novecientos noventa) emplearon interferómetros Michelson como se muestra en la figura 1. A este arreglo se le llama por norma general homodino, puesto que los 2 brazos del interferómetro tienen la frecuencia del láser como frecuencia base. Este esquema simple deja que el patrón de interferencia se realice en el brazo del detector (en la Fig 1 está descrito como screen).

Fig 1. Esquema del interferómetro Michelson

Esta tecnología deja mediciones simples en las que los desplazamientos están establecidos en un rango parcialmente limitado, las frecuencias son bajas y los niveles de aceleración están bajo diez con cero gs. A lo largo de ese periodo se utilizaron láseres infrarrojos invisibles de más de 1mW, se utilizaba otro láser como guía visual. Este fue un obstáculo para la seguridad del usuario tanto por el poder del láser como por ser invisible.


Posteriormente a mil novecientos noventa arreglos más complejos empezaron a penetrar el mercado mundial diseños Heterodinos empleando interferómetros más complejos como el Mach-Zender que se muestra en la figura dos. Asimismo se emplearon láseres más seguros como el HeNe 632nm perceptible con poder de menos de 1mW (clase dos).

Fig dos. Esquema de interferómetro heterodino (Mach-Zender)

Las ventajas de esta nueva tecnología dejaron hacer mediciones en un número mayor de aplicaciones como en las industrias de almacenaje de datos (discos duros), automotriz, aeroespacial, biomédica, defensa, etcétera Al comienzo de esta década se introdujeron los primeros Vibrómetro de barrido o bien rastreo (Scanning Vibrometer) el que utiliza espéculos en 2 ejes angulares para dirigir el haz láser en ejes XY para hacer mediciones activas de rastreo sobre superficies.

Ejemplos de mediciones automotrices

Las primeras versiones de este sistema hacían mediciones solo en modo sinusoidal. A mediados de los noventa se introdujo al mercado el primer vibrómetro de barrido con mediciones fantasmales completas hasta 200KHz. Esta versión podía dar contestaciones de frecuencia, funciones de trasferencia, congruencia activa y otras funciones.



Desarrollo de ranura en pieza sometida prueba de fatiga

Esta década brindó una proliferación de mediciones sin contacto un una extensa pluralidad de aplicaciones en las próximas aéreas: automotriz (sistemas de frenos, chasis, suspensiones, carrocerías, llantas, sistemas de escapes, válvulas y motores, cojinetes, etcétera) en la microelectrónica (cabezas en suspensiones en discos duros, mediciones topográficas en discos) en los campos de MEMS (Micro-Electromechanical Structures). La disciplina de evaluación y pruebas no destructoras (NDE y NDT) recibió un enorme impulso a lo largo de este periodo. La vibrometría dejó la observación y asistió a entendimiento en como algunos géneros de ondas se extienden y como que están relacionadas con las formaciones y propagaciones de ranuras y defectos en diferentes géneros de materiales


En biología y medicina se hicieron descubrimientos particularmente esenciales en las aéreas de audición en reptiles y batracios y más tarde en humanos con mediciones en oído medio y también interno en primer lugar en huesos temporales y más tarde en con mediciones en vivo en la membrana timpánica y después a lo largo de procedimientos quirúrgicos para corroboración de implantes de oído medio.


Un número de industrias hacían mediciones para productos en las aéreas de producción y calidad mucho ya antes por año dos mil. No obstante fue a lo largo de esta década mediciones empleando vibrometría láser Doppler se extendieron considerablemente más, singularmente en el área de productos electrodomésticos (cepillos bucales, atomizadores, lavadoras, secadoras, tornos para aire acondicionado, etcétera), transportación (cajas de engranes y diferenciales, tornos, sistemas de ventilación, sistemas de frenos), micro espéculos, válvula para micro fluidos, mediciones de longitud y velocidad en la industria del acero y metales y considerablemente más.


Esta década asimismo brindo el refinamiento de vibrómetros para mediciones activas de barrido en micro-estructuras (MEMS) fuera de plano, en plano y mediciones para metrología de superficies.

Ejemplo de medición de MEMS fuera de plano y topografía superficial

Vibrometría de Barrido (Scanning Vibrometry) prosiguió madurando dado las necesidades de los ingenieros en investigación y desarrollo en las aéreas de activa. El inconveniente primordial era apresurar las pruebas mecánicas y activas para poder dar la información a los estudiosos encargados de modelación (FEA). Esta necesidad es muy evidente en las industrias aeroespacial y automotriz. Para el efecto se aplicaron técnicas para mediciones de superficie y topografía estática en 3 dimensiones (3D) sin contacto y se acoplaron y añadieron a mediciones de vibración en 3D. El resultado fue la introducción al mercado de vibrómetros para medir en 3 dimensiones 3D tanto en topografía como en activa a medidos de la década en Alemania. A fines de la década se agregaron sistemas robóticos para apresurar el proceso de medición y relación a modelos FEA, puesto que para realizar esa relación debe haber un número suficientemente grande de nodos para satisfacer las necesidades del análisis modal experimental y que su vez satisfaga el modelo de elementos finitos (FEM).Esta tecnología, Vibrometría Robótica en 3D es extensamente empleada en países avanzados para apresurar el proceso de ingeniería y desarrollo de productos y para solventar inconvenientes relacionados a control de calidad en corto tiempo. Uno se esos ejemplos es el empleo de vibrometria 3D para advertir ranuras por fatiga en estructuras metálicas utilizando ondas de Lamb.


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En los últimos años avances en tecnología requieren mediciones mecánicas más precisas y demandantes entre ellas están: RF MEMS, estructuras civiles a grandes distancias, mediciones de sacrificios. MEMS RF se utilizan ampliamente en telecomunicaciones y otras aplicaciones, estos requieren y demandan mediciones mecánicas que ya antes parecían prácticamente imposibles en el rango de los GHz. Para ese efecto se desarrolló el Vibrómetro de ultra altas frecuencias (UHF)


Otras necesidades en el otro extremo en la escala de estructuras requieren mediciones activas en estructuras muy grandes como molinos de viento para generación de electricidad, torres altas, puentes y otras estructuras civiles. El últimamente desarrollado RSV (Remote Sensing Vibrometer) es un vibrómetro para grandes distancias y deja identificación de formas de defección a bajísimas frecuencias. Por otra parte avances en estaciones robóticas hacen posible mediciones de esfuerzos en superficies utilizando vibrómetros de barrido en 3D con más precisión y precisión que ya antes.


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