中古レーザードップラー速度計の在庫・価格

レーザードップラー速度計(LDV)は、動いている物体の表面や流体中の粒子に当てたレーザー光について、散乱光に生じるドップラー周波数シフトから速度を求める非接触の計測器である。計測・計量機の分野では主に、鋼板、フィルム、紙、電線、ホースなど連続して流れる長尺材料の線速度と、それを時間で積分した長さを測る面内速度計・測長計として使われる。
測定原理として一般的なのは差動型(2ビーム型)である。光源のビームを2本に分けて測定面上で交差させると、交差部に間隔 d=λ/(2sinθ) の干渉縞ができる(λは波長、θは半交差角)。表面の微細な凹凸がここを横切ると散乱光の強度が縞の通過に合わせて変化し、周波数 f=V/d の信号がフォトダイオードで得られる。d は光学系で決まるため、原理的には速度の校正が要らない絶対測定となる。ただし単純な差動型では進む向きがわからず、速度ゼロ付近の信号も取れない。そこで実機では電気光学素子などで2ビームに周波数差を付けるシフタを組み込み、静止状態からの計測と正逆の判別を可能にしている。波長が変動しても縞間隔が変わりにくいよう、回折格子を使った光学系もある。
接触式エンコーダはローラーや測長輪を対象に当てるが、LDVにはその方式で起こるスリップ、摩耗、対象への負荷がない。柔らかい素材、伸びる素材、高温の圧延材、表面が粗い撚線なども測定でき、逆送時には長さを差し引ける。産業用の典型的な仕様は、確度・再現性が読み値の±0.05%程度、速度範囲が静止付近から数千m/minで、高速形は1万m/min前後まで対応する。光源は波長780nm前後の半導体レーザーが多い。出力によってはクラス3Bとなるため、レーザー安全管理が必要になる。
実務では設置条件が精度を左右する。測定点は干渉縞ができる交差部に限られ、作動距離は機種により数百mmから2m級まで異なる。許容される距離の変動は作動距離の±5%程度と狭いため、ばたつきや反りのあるラインでは、ガイドロールの直上に置くなどして距離を安定させる。センサーの向きがずれると余弦誤差が生じ、ずれ角1度で約0.015%、5度で約0.35%と増えるので、取り付け角の管理も欠かせない。製鉄所などでは熱、粉塵、水膜、蒸気が光路を乱すため、水冷の保護箱やエアパージで対策する。出力には速度のアナログ・デジタル信号のほか、一定長さごとのパルスを備える機種が多く、切断機や制御盤と接続しやすい。
用途としては、圧延スタンドの入側と出側で板速度を測って先進率を求め、マスフロー方式の板厚制御(AGC)に使う例がある。ほかに、鋼材・建材・樹脂シートの定尺切断と歩留まり管理、電線やケーブルの巻取り長管理、ライン間の速度同期、スリップ検知などがある。研究開発では、プリンターや複写機の紙送り、回転ドラム、ベルト、ステージの速度むら評価にも使われる。同じドップラー原理は、流体に混ぜたトレーサ粒子で流速を測るレーザードップラー流速計や、ビーム方向の振動速度を測るレーザードップラー振動計にも使われる。ただし面内速度計とは測る速度成分の向きや光学配置が異なるので、選定時には測りたい速度の方向を確かめる必要がある。