Differentielle Laser-Doppler-Vibrometrie für kleinste Auslenkungen für Frequenzen unterhalb von 10 HZ:
Gespeichert in:
1. Verfasser: | |
---|---|
Format: | Abschlussarbeit Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Clausthal-Zellerfeld
Papierflieger Verlag
2022
|
Ausgabe: | 1. Auflage |
Schlagworte: | |
Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
Beschreibung: | XVI, 158 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm x 15 cm, 355 g |
ISBN: | 9783869488615 3869488611 |
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---|---|
adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
SYMBOLVERZEICHNIS
XI
1
EINLEITUNG
1
1.1
MOTIVATION
.........................................................................................................
1
1.2
WISSENSCHAFTLICHE
HYPOTHESEN
.......................................................................
5
1.3
GLIEDERUNG
.........................................................................................................
6
2
UMWELTEINFLUESSE
9
2.1
GESCHWINDIGKEITSFLUKTUATIONEN
.......................................................................
10
2.2
TEMPERATUR
UND
BRECHUNGSINDEXFLUKTUATIONEN
...........................................
11
2.2.1
RELEVANTE
ERKENNTNISSE
.......................................................................
14
2.3
ERWARTETE
UMGEBUNGSEINFLUESSE
.......................................................................
16
2.3.1
ERHOEHTER
RAUSCHPEGEL
DURCH
HITZEFLIMMERN
......................................
16
2.3.2
BEWEGUNG
DES
LASERSPOTS
DURCH
TEMPERATURGRADIENTEN
.................
18
2.3.3
MECHANISCHE
SCHWINGUNGEN
................................................................
19
3
PHYSIKALISCHE
GRUNDLAGEN
21
3.1
FUNDAMENTALE
EIGENSCHAFTEN
VON
LICHT
.........................................................
21
3.2
LASER-DOPPLER-VIBROMETRIE
.............................................................................
22
3.2.1
EIN-PUNKT
LASER-DOPPLER-VIBROMETER
..............................................
22
3.2.2
DIFFERENTIELLES
LASER-DOPPLER-VIBROMETER
........................................
28
3.3
SIGNALDIVERSITAET
................................................................................................
33
3.3.1
VORLAEUFIGE
EXPERIMENTE
ZUR
SIGNALDIVERSITAET
..................................
35
3.3.2
ENTWICKELTES
KONZEPT
ZUR
IMPLEMENTATION
VON
SIGNALDIVERSITAET
IM
GEPLANTEN
DLDV
.................................................................................
38
4
AUSWAHL
UND
ENTWURF
DER
DLDV-KOMPONENTEN
43
4.1
LASER
..................................................................................................................
44
4.2
OPTISCHE
KOMPONENTEN
....................................................................................
44
4.3
ENTWURF
DER
OBJEKTIVE
....................................................................................
45
4.3.1
ERFORDERLICHE
OPTISCHE
GRUNDLAGEN
.....................................................
45
4.3.2
UMSETZUNG
..........................................................................................
48
VII
4.4
AKUSTOOPTISCHCR
MODULATOR
...........................................................................
54
4.5
ERZEUGUNG
DES
TRAEGERSIGNALS
...........................................................................
56
4.5.1
TRAEGERSIGNAL
VON
KOMMERZIELLEN
LDV-CONTROLLER
..............................
57
4.5.2
FREQUENZTEILER
.......................................................................................
58
4.5.3
RF-VERSTAERKER
.......................................................................................
60
4.6
TRANSIMPEDANZVERSTAERKERSCHALTUNG
.................................................................
60
4.6.1
UMSETZUNG
..........................................................................................
67
4.7
SPANNUNGSBEGRENZENDER
VERSTAERKER
..............................................................
69
4.8
SONSTIGES
.............................................................................................................
72
4.9
MECHANISCHE
UMSETZUNG
.................................................................................
73
4.9.1
JUSTAGE
................................................................................................
74
5
DIGITALISIERUNG
UND
DEMODULATION
77
5.1
DIGITALISIERUNG
....................................................................................................
77
5.2
DEMODULATION
....................................................................................................
79
5.2.1
ALGORITHMUS
ZUR
DEMODULATION
GROSSER
DATEIEN
................................
83
6
EXPERIMENTELLE
ERPROBUNG
DES
ENTWICKELTEN
DLDVS
93
6.1
VERGLEICH
DER
GRUNDRAUSCHPEGEL
DER
EIGENEN
UND
DER
DEMODULATION
UEBER
EINEN
KOMMERZIELLEN
DEMODULATOR
.................................................................
94
6.2
VERGLEICH
DER
GRUNDRAUSCHPEGEL
DES
DLDVS
UND
EINES
LDVS
BEI
RAUM
TEMPERATUR
.............................................................................................
95
6.3
EINFLUSS
DER
UMGEBUNG
AUF
DEN
GRUNDRAUSCHPEGEL
DES
DLDVS
................
97
6.3.1
IDENTIFIKATION
UND
BEDINGUNGEN
ZUR
KOMPENSATION
DIVERSER
UM
WELTEINFLUESSE
DURCH
DIFFERENTIELLES
MESSEN
............................
98
6.3.2
AUSDEHNUNGSEFFEKTE
................................................................................
100
6.3.3
TEMPERATURGRADIENTEN
IM
DURCHLAUFENEN
MEDIUM
............................
104
6.3.4
KOMPENSATION
VON
OPTISCHEN
TURBULENZEN
BEI
KLEINEM
STRAHLABSTAND
109
6.3.5
KOMPENSATION
MECHANISCHER
SCHWINGUNGEN
........................................
112
6.4
SONSTIGE
EINFLUSSFAKTOREN
AUF
DIE
MESSUNG
....................................................
114
6.4.1
OPTISCHE
WEGLAENGENDIFFERENZEN
UND
WELLENLAENGENAENDERUNGEN
DES
LASERS
......................................................................................................
115
6.4.2
LAUFZEITEN
ELEKTRISCHER
SIGNALE
..............................................................
117
6.5
MESSUNGEN
AM
HOCHTEMPERATUROFEN
MIT
DEM
ENTWICKELTEN
DLDV
....
118
6.5.1
EINFLUSS
DES
GLASFENSTERS
AM
EINGANG
DES
HOCHTEMPERATUROFENS
.
118
6.5.2
VERGLEICH
DER
RAUSCHPEGEL
DES
LDVS
UND
DES
DLDVS
BEI
HOHEN
TEMPERATUREN
..........................................................................................
119
6.5.3
MINIMAL
DETEKTIERBARE
AMPLITUDEN
....................................................
120
VIII
6.5.4
DISKUSSION
................................................................................................
122
7
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
125
7.1
ZUSAMMENFASSUNG
................................................................................................
125
7.2
AUSBLICK
...............................................................................................................
128
ANHANG
131
A.L
ALGORITHMUS
ZUR
SIGNALKOMBINATION
BEI
SIGNALDIVERSITAET
..............................
131
A.1.1
ANWENDUNGSBEISPIEL
................................................................................
133
A.1.2
VERGLEICH
DER
ALGORITHMEN
....................................................................
134
A.2
3D-MESSUNG
........................................................................................................
135
EIGENE
VEROEFFENTLICHUNGEN
145
LITERATURVERZEICHNIS
147
IX
|
adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
SYMBOLVERZEICHNIS
XI
1
EINLEITUNG
1
1.1
MOTIVATION
.
1
1.2
WISSENSCHAFTLICHE
HYPOTHESEN
.
5
1.3
GLIEDERUNG
.
6
2
UMWELTEINFLUESSE
9
2.1
GESCHWINDIGKEITSFLUKTUATIONEN
.
10
2.2
TEMPERATUR
UND
BRECHUNGSINDEXFLUKTUATIONEN
.
11
2.2.1
RELEVANTE
ERKENNTNISSE
.
14
2.3
ERWARTETE
UMGEBUNGSEINFLUESSE
.
16
2.3.1
ERHOEHTER
RAUSCHPEGEL
DURCH
HITZEFLIMMERN
.
16
2.3.2
BEWEGUNG
DES
LASERSPOTS
DURCH
TEMPERATURGRADIENTEN
.
18
2.3.3
MECHANISCHE
SCHWINGUNGEN
.
19
3
PHYSIKALISCHE
GRUNDLAGEN
21
3.1
FUNDAMENTALE
EIGENSCHAFTEN
VON
LICHT
.
21
3.2
LASER-DOPPLER-VIBROMETRIE
.
22
3.2.1
EIN-PUNKT
LASER-DOPPLER-VIBROMETER
.
22
3.2.2
DIFFERENTIELLES
LASER-DOPPLER-VIBROMETER
.
28
3.3
SIGNALDIVERSITAET
.
33
3.3.1
VORLAEUFIGE
EXPERIMENTE
ZUR
SIGNALDIVERSITAET
.
35
3.3.2
ENTWICKELTES
KONZEPT
ZUR
IMPLEMENTATION
VON
SIGNALDIVERSITAET
IM
GEPLANTEN
DLDV
.
38
4
AUSWAHL
UND
ENTWURF
DER
DLDV-KOMPONENTEN
43
4.1
LASER
.
44
4.2
OPTISCHE
KOMPONENTEN
.
44
4.3
ENTWURF
DER
OBJEKTIVE
.
45
4.3.1
ERFORDERLICHE
OPTISCHE
GRUNDLAGEN
.
45
4.3.2
UMSETZUNG
.
48
VII
4.4
AKUSTOOPTISCHCR
MODULATOR
.
54
4.5
ERZEUGUNG
DES
TRAEGERSIGNALS
.
56
4.5.1
TRAEGERSIGNAL
VON
KOMMERZIELLEN
LDV-CONTROLLER
.
57
4.5.2
FREQUENZTEILER
.
58
4.5.3
RF-VERSTAERKER
.
60
4.6
TRANSIMPEDANZVERSTAERKERSCHALTUNG
.
60
4.6.1
UMSETZUNG
.
67
4.7
SPANNUNGSBEGRENZENDER
VERSTAERKER
.
69
4.8
SONSTIGES
.
72
4.9
MECHANISCHE
UMSETZUNG
.
73
4.9.1
JUSTAGE
.
74
5
DIGITALISIERUNG
UND
DEMODULATION
77
5.1
DIGITALISIERUNG
.
77
5.2
DEMODULATION
.
79
5.2.1
ALGORITHMUS
ZUR
DEMODULATION
GROSSER
DATEIEN
.
83
6
EXPERIMENTELLE
ERPROBUNG
DES
ENTWICKELTEN
DLDVS
93
6.1
VERGLEICH
DER
GRUNDRAUSCHPEGEL
DER
EIGENEN
UND
DER
DEMODULATION
UEBER
EINEN
KOMMERZIELLEN
DEMODULATOR
.
94
6.2
VERGLEICH
DER
GRUNDRAUSCHPEGEL
DES
DLDVS
UND
EINES
LDVS
BEI
RAUM
TEMPERATUR
.
95
6.3
EINFLUSS
DER
UMGEBUNG
AUF
DEN
GRUNDRAUSCHPEGEL
DES
DLDVS
.
97
6.3.1
IDENTIFIKATION
UND
BEDINGUNGEN
ZUR
KOMPENSATION
DIVERSER
UM
WELTEINFLUESSE
DURCH
DIFFERENTIELLES
MESSEN
.
98
6.3.2
AUSDEHNUNGSEFFEKTE
.
100
6.3.3
TEMPERATURGRADIENTEN
IM
DURCHLAUFENEN
MEDIUM
.
104
6.3.4
KOMPENSATION
VON
OPTISCHEN
TURBULENZEN
BEI
KLEINEM
STRAHLABSTAND
109
6.3.5
KOMPENSATION
MECHANISCHER
SCHWINGUNGEN
.
112
6.4
SONSTIGE
EINFLUSSFAKTOREN
AUF
DIE
MESSUNG
.
114
6.4.1
OPTISCHE
WEGLAENGENDIFFERENZEN
UND
WELLENLAENGENAENDERUNGEN
DES
LASERS
.
115
6.4.2
LAUFZEITEN
ELEKTRISCHER
SIGNALE
.
117
6.5
MESSUNGEN
AM
HOCHTEMPERATUROFEN
MIT
DEM
ENTWICKELTEN
DLDV
.
118
6.5.1
EINFLUSS
DES
GLASFENSTERS
AM
EINGANG
DES
HOCHTEMPERATUROFENS
.
118
6.5.2
VERGLEICH
DER
RAUSCHPEGEL
DES
LDVS
UND
DES
DLDVS
BEI
HOHEN
TEMPERATUREN
.
119
6.5.3
MINIMAL
DETEKTIERBARE
AMPLITUDEN
.
120
VIII
6.5.4
DISKUSSION
.
122
7
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
125
7.1
ZUSAMMENFASSUNG
.
125
7.2
AUSBLICK
.
128
ANHANG
131
A.L
ALGORITHMUS
ZUR
SIGNALKOMBINATION
BEI
SIGNALDIVERSITAET
.
131
A.1.1
ANWENDUNGSBEISPIEL
.
133
A.1.2
VERGLEICH
DER
ALGORITHMEN
.
134
A.2
3D-MESSUNG
.
135
EIGENE
VEROEFFENTLICHUNGEN
145
LITERATURVERZEICHNIS
147
IX |
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