Automatic orientation system for a laser vibrometer

Abstract

The study of material properties, is in many times done by observation of the material behavior under some vibrations. This vibrations can be measure with a laser vibrometer which has a laser beam that measures using the doppler e ect. This device is available at University of Aveiro, but it is a single point vibrometer, which means that the beam direction is the same as the vibrometer, meaning that, to measure another point it is necessary to move the device. To avoid such issue, it was incorporates, on a system on which a device that de ects the laser beam into desirable locations was added. The process of choosing the points is made using a Kinect which acts as a 3D scanner. To de ect the laser beam of the vibrometer, a galvanometer was used which control is made by an Arduino. The Arduino communicates with MATLAB via Serial communication. Several numerical strategies to de ne automatically a measuring mesh are tested in order to identify their limitations and advantages.

O estudo das propriedades dos materiais é muitas vezes realizado a partir da observação do seu comportamento sobre determinados estímulos, tal como vibrações. Estas vibrações podem ser medidas com recurso a um vibrómetro laser sendo que este dispositivo emite um feixe laser e efetua as medições com recurso ao efeito de doppler. Tal dispositivo está disponível na Universidade de Aveiro, sendo este um vibrómetro de ponto único, o que significa que a direção do feixe laser é a direção do vibrómetro, sendo que para obter uma medição noutro ponto é necessário mover o dispositivo. De modo a ultrapassar essa limitação, foi criado um dispositivo onde é incorporado o vibrómetro laser de modo a direcionar o feixe laser para posições pré-definidas. A escolha dos pontos para medição é feita com recurso, a uma câmera Kinect que atua como um scanner 3D. Para deflectir o feixe laser proveniente do vibrómetro foi usado um galvanómetro de espelhos cujo controlo é feito a partir de um Arduino Uno que comunica com o software em MATLAB através de comunicação serie. São analisadas diversas metodologias de definição automática de malha de pontos.