Untersuchung neuartiger Laser-Doppler-Verfahren zur Positions- und Formvermessung bewegter Festkörperoberflächen

Sowohl in der Fertigungstechnik als auch für die Entwicklung und Überwachung von Maschinen und Anlagen wird es aus Qualitäts- und Kostengründen immer wichtiger, die Position und die Form sowie dynamische Verformungen und Schwingungen von schnell bewegten und speziell rotierenden Bauteilen, wie z.B. Drehteilen, Getriebewellen, Rotoren oder Turbinenschaufeln, präzise und im Prozess erfassen zu können. Dies ist jedoch eine große Herausforderung für die Messtechnik, da hierfür absolut und berührungslos messende Sensoren benötigt werden, die gleichzeitig eine hohe Zeitauflösung und eine hohe Positionsauflösung besitzen.Optische Messverfahren arbeiten berührungslos, bieten in der Regel eine hohe Messauflösung und gewinnen daher in der Industrie zunehmend an Bedeutung. Allerdings ist die Zeitauflösung bzw. die Messrate der meisten optischen Sensoren entweder durch mechanische Scanvorgänge oder durch die minimal notwendigen Belichtungs- und Auslesezeiten digitaler Kameras stark limitiert, so dass dynamische Messungen an schnell bewegten Objekten nicht möglich sind. Darüber hinaus ist ein einziger Positions- oder Geschwindigkeitssensor für die eindeutige Bestimmung der Form rotierender Bauteile im Allgemeinen nicht ausreichend.In dieser Arbeit wird erstmals der Einsatz neuartiger Laser-Doppler-Verfahren zur Positionsund Formvermessung bewegter Festkörperoberflächen untersucht. Im Mittelpunkt steht dabei der Laser-Doppler-Positionssensor, mit dem im Gegensatz zu einem konventionellen Laser- Doppler-Velozimeter neben der Tangentialgeschwindigkeit gleichzeitig auch die Position bewegter Festkörperoberflächen bestimmt werden kann. Somit ist es mit diesem neuartigen Messverfahren erstmals möglich, die Form von rotierenden Objekten mit einem einzigen quasi-punktförmig messenden Sensor absolut und berührungslos zu erfassen.