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单目三维DIC技术助力空调室外机振动测试

更新时间:2024-01-10点击次数:1330

空调系统在启动、运转、停止时各部分会产生相应的应力和振动,如果不加以检测和控制,剧烈的振动不仅会产生更大的噪音,还会加速压缩机、管道等相关部位的疲劳损坏,降低空调运行时的人体舒适度及其使用寿命。

针对这一应用要求,某家电品牌使用海塞姆科技的单目三维标准化高速视觉应变仪(型号:Blue Box 500W)对运行中的空调室外机管路振动、风扇叶片离面位移及外壳振动进行测试。测试过程中,空调室外机采用变频模式运行,高速视觉应变仪使用6600Hz帧率进行数据采集。


 一. 空调室外机管路振动测试

 

将空调室外机外壳拆掉,在管路上打黑色底后张贴白色标记点,如图1所示:


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使用高速视觉应变仪设备采集管路振动数据后,通过海塞姆单点追踪功能进行管路振动位移计算,计算得到空调室外机管路振动三个方向(X, Y, Z方向)的位移结果,如图2所示:


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测试结果对比客户使用传统加速度传感器所测结果基本一致。


 二. 空调室外机风扇离面位移测试

 

对空调室外机风扇叶片喷白色哑光底漆处理,再使用黑色哑光漆喷散斑,散斑布置如图3所示:


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待空调室外机风扇运转稳定(600rpm)后,采集风扇运转时的离面位移(Z方向)数据,位移场计算结果如图4所示:



在位移场中选取3个点后,可快速查看这3个点的Z向位移曲线图,且得知3个点的Z向位移曲线均呈现周期性分布。使用与管路振动测试中同样的单点追踪功能,计算得到所选的单个点的Z向位移曲线图,如图5所示:



由上述计算结果可知,计算点所选位置不同,振幅最大值不同,即叶片离面位移场不均匀是由于风扇高速运转过程中叶片产生一定的变形而导致的。

长期以来,由于风扇叶片的高速运转,客户对风扇叶片的变形研究并没有良好的测量手段,从而无法对比结果。海塞姆单目三维标准化高速视觉应变仪具有采集频率高、非接触式等特点,为客户分析旋转中叶片的变形测试提供了方法和思路。


 三. 空调室外机外壳振动测试

 

风扇叶片的散斑布置好后,在风扇仓外框上布置四个标记点,便于在采集风扇数据的同时,采集到空调室外机运行时外壳的振动情况。布置的四个标记点如图6所示:


8.png


海塞姆单点追踪可以做到多点同时追踪。由单点追踪功能计算得到空调室外机外壳振动结果并快速查看曲线,如图7所示:


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由曲线得知外壳Z向振动幅值在2.5mm以内,结果与客户用传统测量手段测得的结果一致。


三. 海塞姆单目三维DIC技术优势

相比于使用传统接触式传感器直接测量被研究物体的方法,数字图像相关法DIC“非接触式"测量的特点,不会产生传感器技术会增加重量、不能同时测得多方向数据等的问题,并且DIC技术能够提供比传感器技术更丰富的离散数据点,且易于与其他一些技术进行集成整合。


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海塞姆标准化高速视觉应变仪采用单目三维DIC技术,只需一台高速相机,搭配海塞姆光路系统,即可实现单目三维测量,无需标定、即插即用,其标准化、便携性的优势在此次空调室外管路、风扇、外壳等的测试中已得到充分体现。此外,其光路系统具有广泛的适应性,可匹配市面上常见的高速相机和镜头,大大降低高速视觉应变仪的使用成本。

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