Faseroptischer Laser-Doppler-Distanzsensor: Absolute Positionsmessung mit dem Doppler-Effekt

In der Prozesskontrolle wird es aus Qualitäts- und Kostengründen immer wichtiger, die Distanz von schnell bewegten Oberflächen präzise zu messen. Optische Sensoren messen berührungslos, weisen aber oftmals keine ausreichende Zeitauflösung auf. Im Vortrag wird ein neuartiges Doppler-basiertes Messprinzip vorgestellt, das präzise und schnelle Distanzmessungen erlaubt. Die Idee zur Messung der Distanz mit dem optischen Doppler-Effekt beruht auf einer systematischen Verzerrung von zwei Flächensystemen gleicher Phasendifferenzen, wozu eine diffraktive Linse (DOE) zum Einsatz kommt [1]. Das Alleinstellungsmerkmal besteht in der erreichten Mikrometerauflösung, die unabhängig von der Objektgeschwindigkeit ist. Es werden Spaltweitenmessungen von Turbomaschinen bei ca. 600 m/s Schaufelspitzengeschwindigkeit und 22 kHz Messdatenrate vorgestellt [2]. Darüber hinaus wird die universelle Einsetzbarkeit des Doppler-Sensors in der Fertigungs- und Strömungstechnik dargelegt. [1] L. Büttner et al. Appl. Opt. 44, 12, S. 2274-2280, 2005 [2] T. Pfister et al. Meas. Sci. Technol. 17, S. 1693-1705, 2006