一种反射式双光束振动检测技术研究

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随着工业和社会的发展,振动检测技术得到了大力的发展,其中激光测振技术发展迅速。但到目前为止,安装方便、使用效果好的设备技术难度高、难以实现,特别是降低激光传播通道上的风、温度梯度等通道干扰信号非常困难。所以提出了反射式双光束振动检测技术研究,其利用检测区域振动传播过程对物体表面形成的推动变形及不同位置存在相位差的基本原理,双光束进行差分干涉实现振动检测。拥有以下优势:系统适应性强,只要振动附近有会发生反射的物体即可;结构较为简单,易于维护和调节;相对于传统系统对风干扰更有抵抗性。本课题采用反射式双光束振动检测技术作为测振方案进行研究,并设计了四个实验系统着重研究其在单频振动信号的检测。本文搭建了四套双光束测量振动的系统,将光电探测器获取到的光强信息转化为目标的振动位移信息。并人为对各个系统添加一定条件的风干扰,对比各个系统的抗风干扰特性。本文的主要工作总结如下:(1)完成了激光反射式双光束振动检测技术的调研工作。并总结出国内外激光测振技术的发展现状,着重阐述了激光反射式双光束的原理和技术,分析其实验系统的优点。(2)实现了将光强信号转化成位移信号,并在频率的测量基本吻合的情况下实现了振动检测;并对各个系统进行了理论推导和matlab计算。(3)完成了光路系统的zemax仿真和压电陶瓷蜂鸣片的comsol仿真,并基于反射式双光束振动检测的系统设计完成了各个实验的硬件选型和系统搭建。(4)开展对各个实验系统的测试与分析,其中包括:(a)各个系统对于频率检测的分析与对比;(b)不同实验系统对于正弦单频信号进行检测与分析,并对所得实验现象进行处理转换成位移数据;(c)在不同实验系统中人为加入一定条件的风干扰,并着重分析加风干扰后的实验波形与不加风之前的对比,通过对比各个实验系统的误差,判断实验系统的有效性和优劣性。通过本文的工作,搭建了反射式双光束振动检测系统,该项工作的开展为反射式双光束振动检测技术的发展提供了一定的借鉴思路,具有一定的意义。
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