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Ein Laser-Ultraschall Vibrometer besteht aus 2 Teilen: Einem Anregungslaser dessen kurze Pulse ultrasonore Stoßwellen im Prüfling erzeugen und einem Interferometer mit eingebautem CW-Laser, der die Stosswellen detektiert sobald sie wieder an die Oberfläche treten.
Standardmäßig gibt es zwei Varianten des Vibrometers:
Das QUARTET mit 20 MHz Bandbreite ist für industrielle Anwendungen gedacht. Obwohl es Schwingungen im Sub-Nanometer-Bereich detektieren kann, ist es trotzdem unempfindlich gegenüber Störungen aus seinem Umfeld. Auch Prüfobjekte, die sich mit mehreren Metern pro Sekunde bewegen, sind für dieses Vibrometer kein Problem. QUARTET eignet sich deshalb hervorragend für Überwachungsaufgaben in der Stahl-, Papier-, Glas-, Auto- und Luft-/Raumfahrtindustrie.
Das TEMPO mit bis zu 1 GHz Bandbreite kann sogar Sub-Pikometer-Auslenkungen auf jeder Oberflächenart registrieren. Genau wie das QUARTET, funktioniert auch das TEMPO optimal bei Laserspeckle. Wegen der großen Apertur kann es mehr Licht von streuenden Oberflächen auffangen als ein normales Interferometer. Dies macht sich insbesondere positiv im Signal-Rausch-Verhältnis bemerkbar.
Funktionsprinzip
Wenn ein Nanosekundenpuls des Anregungslasers auf der Oberfläche auftrifft, erzeugt die explosionsartige Ablation von etwas Oberflächenmaterial eine sehr kurze Stoßwelle mit Frequenzkomponenten im Megaherz-Bereich. Die entstehende Stoßwelle läuft durch den Prüfling und wird von Inhomogenitäten, wie Rissen oder Lunker, oder eben an der Rückseite reflektiert und kommt daher zeitverzögert und gedämpft wieder an die Oberfläche zurück. Das Interferenzmuster des zweiten Lasers wird hierdurch kurzfristig gestört. Die Laufzeit und Amplitude der Reflexionen ergeben also Hinweise über das Innere des Prüfobjektes. Das Prinzip ist analog den seismischen Untersuchen an der Erdkruste.
Dank ausgeklügelten Techniken werden sogar winzigste Auslenkungen im Sub-Nanometer-Bereich (QUARTET) oder sogar Sub-Pikometer-Bereich (TEMPO) erfasst. An die Oberfläche des Prüflings werden dabei keine besonderen Anforderungen gestellt, weil die Detektionsverfahren von Bossa Nova Technologies unempfindlich für Laserspeckle sind.
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