Laser Doppler Vibrometry Measurements in Structural Dynamics
Laser vibrometry is a powerful tool for measurement of vibration on a variety of structures. Lasers do not mass-load or otherwise change the dynamics of a structure, and so they have enabled measurements from surfaces that are too light, delicate, hot, et
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Contents 1 Theory of Vibrometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1 Lasers Sources and Doppler Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 From Interferometers to Vibrometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3 Demodulation of Doppler Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4 Noise and Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5 Critical Aspects in Laser Vibrometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6 Signal Enhancement Approaches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7 Uncertainty and Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.8 Laser Safety and Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Instrumentation, Measurement Issues, and Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1 Single-Point Vibrometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Optical Fiber Vibrometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Differential Vibrometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Rotational Vibrometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 In-Plane Vibrometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6 Scanning Vibrometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7 Multi-beam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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P. Chiariotti · P. Castellini () Università Politecnica delle Marche, Ancona, Italy e-mail: [email protected]; [email protected] C. Rembe TU Clausthal, Clausthal-Zellerfeld, Germany e-mail: [email protected] M. Allen University of Wisconsin-Madison, Madison, WI, USA e-mail: [email protected] © The Society for Experimental Mechanics 2020 R. Allemang, P. Avitabile (eds.), Handbook of Experimental Structural Dynamics, https://doi.org/10.1007/978-1-4939-6503-8_4-1
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P. Chiariotti et al.
Abstract
Laser vibrometry is a powerful tool for measurement of vibration on a variety of structures. Lasers do
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