激光测振仪（Laser Doppler Vibrometer,LDV）凭借非接触、高精度、宽频响等优势,已成为航空发动机研发、非接触式振动监测测试与健康监测的核心测试仪器之一；本文从激光多普勒测振仪应用场景、技术优势到实测案例，系统解析其在航空发动机中的关键作用，助力工程师与科研人员优化设计、提升可靠性。

一、航空发动机测试痛点与激光测振仪测量的优势

1、传统振动测试的局限性接触式加速度传感器： 

**质量加载效应**：接触式发动机振动监测加速度计安装改变被测件动态特性，影响高频测量精度；

**高温环境失效**：发动机核心区温度超过1000℃，传统压电式传感器工作温度无法耐受；

**多点测量困难**：发动机叶片、转子等复杂结构需密集布点，安装耗时且成本高；

2、激光测振仪的测量优势

**非接触测量**：避免质量加载，适合高速旋转部件（如涡轮叶片）； 

**高分辨率**：位移分辨率达皮米级（1pm），速度分辨率≤1μm/s; 

**宽温适应性**：耐高温光学探头可测量航空发动机燃烧室附近部件（>温度+1000℃），

（如万源恒兴激光测振仪光纤探头FS01系列，耐温+1500℃）；高温激光测振仪产品选型链接如下：

单点式红外光纤激光测振仪；

**全场扫描**：通过扫描全场振型，快速获取结构动态特性；

型号: 二维扫描式激光测振系统LV-SC900,产品指标请来电咨询,下图为ODS模态模型。

二、典型应用场景与实测案例

1、涡轮叶片振动模态测试

**测试目标**：分析叶片在高速旋转下的共振频率与振型，防止疲劳断裂；

**方案设备：万源恒兴LV-SC900扫描式激光测振仪，搭配高温光学窗口； 

**参数**：采样率10MHz，频率范围0-25MHz，空间分辨率0.1mm； 

**数据成果**： 

识别出叶片一阶弯曲模态（1,200 Hz）与扭转模态（3,500 Hz）， 

可以得出涡轮叶片模态振型图，有利于优化叶片几何形状，共振风险降低；

2、转子动力学特性分析

**测试需求**：测量转子不平衡、不对中引起的振动传递路径

**技术要点**： 

**多普勒频移公式**：，其中v为被测点速度,λ为激光波长（如氦氖He-Ne激光器λ=632.8nm）；

**同步触发**：结合转速编码器信号，实现阶次分析；

**案例成果**：某型涡扇发动机转子临界转速预测误差＜2%，避免共振失效； 

3、燃烧室高频振动监测

**挑战**：燃烧不稳定性引发高频压力脉动(＞10kHz)，威胁结构安全；

**选型设备**：单点式激光测振仪（如万源恒兴LV-FS01-M），耐高温激光探头；

**数据**：捕捉燃烧振荡频率(12kHz)，幅值波动与压力传感器数据高度相关(R²=0.93)；

**应用价值**：优化燃油喷射策略，振荡幅值降低；

4、发动机整机振动诊断

**方法**：多台激光测振仪组网，同步测量机匣、支架等多点振动；

**成果**：定位异常振动源（如齿轮箱啮合故障），维修效率提升； 

三、激光测振仪选型指标关键参数

航空发动机模态测试案例/涡轮叶片振动模态测试方案以及振动传感器选型请来电咨询。

四、航空发动机力学结构测试典型技术挑战与解决方案

1、光学干扰与信噪比提升

**问题：发动机高温气体折射率变化导致激光漂移；

**解决方案： 

**自适应光学**：实时校正光路畸变（如变形镜技术）； 

**锁相放大**：提取微弱信号；

2、 旋转部件同步测量

**问题**：涡轮叶片振动分析,叶片高速旋转(＞10,000RPM)导致数据断续； 

**解决方案**： 

**脉冲激光同步**：与转速编码器触发信号同步（延迟＜1μs）； 

**振动视觉测振系统**：图像频闪冻结运动，获取清晰振型； 

3、 复杂表面反射率优化

**问题**：叶片涂层（如热障涂层）反射率低，信号衰减； 

**解决方案**： 

**喷涂反光颗粒**：临时增强反射（如反光微珠）； 

**红外激光**：改用1,550 nm波长红外激光测振仪，穿透烟尘干扰； 

五、航空发动机结构力学测试未来趋势与创新技术

1、多普勒全场振动成像

**技术**：结合数字全息与激光多普勒技术，实现三维振动场实时重建； 

**应用**：涡轮盘整体模态分析，识别局部裂纹；

2、光纤激光测振仪及图像测振技术融合

**优点**：抗电磁干扰、体积小，适合发动机嵌入式监测（如光纤光栅传感器）； 

3、AI驱动异常检测

**方法：训练AI模型，从振动频谱中自动识别早期故障（如轴承剥落、叶片裂纹）； 

**案例**：在发动机测试中，AI模型预警叶片疲劳，比传统发现要早；

六、总结与资源下载**

激光测振仪具有非接触测量、高精度、耐极端环境的物理属于和优点，为航空发动机研发与运维重要的测试手段之一，随着光纤技术与AI算法的融合，其应用场景将进一步扩展至实时健康监测与预测性维护。 

**免费资源**： 

- 联系我们获取《航空发动机振动测试技术案例》（含激光测振仪操作指南）。 

- 获取《主流激光测振仪型性能对比表》（Excel格式）；