一种基于电流调制和DSP解调的激光自混合干涉测振仪

研究了半导体激光自混合干涉测振仪的调制与解调技术。设计了基于电流调制和DSP解调的半导体激光自混合干涉测量系统,实现对振动物体的非接触式测量。分析了激光自混合干涉测振仪的理论模型,并用Matlab进行了仿真和误差分析。研究了系统的调制解调技术及基于DSP的数据采集与处理系统。该系统体积小、成本低、易于准直。提出的测振仪能够测量振动频率在5kHz内的物体振动频率、振幅及振动波形,振动幅度测量精度可达0.325μm。     

固体微片激光回馈技术在远程振动测量中的研究

激光回馈技术具有极高的测量灵敏度，在振动测量中具有突出的优势。在激光回馈理论和技术的基础上，研究并提出了基于激光回馈技术的远程振动测量方法，构建了完整的固体微片激光远程振动测量系统，详细分析了系统各个部分的基本结构及其工作原理，并在实验中很好地实现了不同频率振动信号的测量及恢复。该研究将振动测量的工作距离提高到25 m以上，实现了远程微振动的非接触测量，拓展了激光回馈技术的应用。实验系统具有较大的振幅与频率测量范围，在振动测量方面具有突出的性能，能够适用于多种场合和目标的振动测量需求。     

光纤传感器电机故障监测中的应用研究

根据电力系统发电机温度和振动监测的特点,分析了传统温度传感器及振动传感器在发电机在线监测中存在的问题,阐明了光纤传感器在发电机在线监测中的优势.提出了采用半导体吸收式光纤传感器测量温度及光纤光栅振动传感器测量电机的振动状况的方案,对两种传感器的原理及组成进行了介绍,设计了基于两种光纤传感器的发电机监测系统.     

振动传感器的工作原理和特性

通过分析振动特性测量活动中振动传感器的工作原理和特性,对振动特性测量的改装环节进行了技术分析和研究;由此提出在振动特性测量试验改装环节中需要注意的关键点,以便得出最真实的试验数据。     

弯曲金属杆中纵振动固有频率的研究

通过均匀细杆纵振动理论,模拟分析和实验测量研究了部分弯曲细杆的纵振动固有频率.实验结果表明,理论分析得出的纵向振动固有频率与实验结果相符,且通过实验和模态分析可以得到弯曲细杆有很好的传振作用.     

用SoC的DMA方式记录井下钻具的振动

本文介绍在振动环境下如何准确对钻头姿态进行测量.本文采用SoC芯片中的DMA技术实现边采集边存储,以提高信号的采样率,进而滤除振动环境对钻头姿态测量的影响.通过对该测量系统的性能测试与多次室内实验,证明该测量系统可以用于导向钻井系统对振动信号的测量,且其精度满足钻井系统对振动信号测量的要求.     

PZT压电陶瓷矩形振子的三维耦合振动

本文研究了压电陶瓷矩形振子的三维耦合振动,通过引入振子的等效弹性系数,用解析法导出了振子的共振频率方程,由频率方程计算了振子耦合振动的共振频率.理论分析表明,压电陶瓷细长棒的纵向振动,薄板的径向及厚度振动等都可由本文理论导出,与数值法相比,本文理论计算简单,物理意义明显.实验表明,振子共振频率的计算值与测量值基本符合.     

用于声子晶体检测的外差测量信号处理研究

为了满足声子晶体谐振频率测量要求,即测量出其振动形式且可连续测量,该文运用光外差测量技术测得光电信号,声子晶体激励采用压电激励方式.由于光电信号很微弱,故用自动增益控制电路对光电信号放大,然后运用锁相混频技术,解调出振动信息.本系统中自动增益控制电路,使系统对实验台倾斜等原因造成的连续测量时光电信号大幅变化带来的困难得以解决.该系统实现了对微弱振动的实时、灵敏度及信噪比均高的精确连续测量,对于声子晶体在线、连续检测具有重要意义.     

激光干涉条纹锁定系统测量地面低频振动谱

地面振动噪声是在地面高精度实验中一个重要的误差来源,安静环境下地面振动噪声水平的幅度为纳米量级,通常干涉仪无法直接测量.设计并制作用于了纳米精度测量的激光干涉仪反馈控制系统,该系统由激光器及稳频装置、干涉系统、检测及控制电路和位移反馈执行机(压电陶瓷)组成.采用一个长周期的折叠摆对水平方向0.3 Hz以下的振动频率进行...     

压电加速度测量系统的设计

现代工业和自动化生产过程中,动态测试中振动和冲击的精确测量很重要.常用压电加速度传感器来获取冲击和振动信号.在研究压电加速度传感器的基础上,分析了测量的工作原理,提出加速度测量的设计方法;加入温敏元件,进行温度补偿,使其应用温度范围扩大.给出适合该类传感器的信号检测电路和加速度测量系统组成.此设计方法具有较高的准确性和应用推广价值,并具有结构简单,成本低,性能稳定等优点.     

智能型激光三角法振动测量技术研究

为了实现主轴振动实时非接触测量技术的智能化,提出了一种基于移动终端操作系统的振动测量方案。改进了激光三角法振动测量模型,推导出被测物体的振动位移变化量和反射光斑位移变化量成线性关系。设计了振动测量系统,通过WIFI进行数据传输,提高了数据的安全性,实现了远距离传输。设计了移动端软件,减小了振动测量系统的体积,采用滑动平均滤波法消除了周期性干扰。根据信息论进行不确定度分析,采用信息熵表示不确定度。经过实际测试,该系统的测量不确定度为2.66 bit。研究结果对振动测量方案的设计具有一定的指导意义,为相关机械领域中振动测量的后期深入研究奠定了理论和试验基础工作。     

基于GaAs晶体的微小振动非线性干涉测量

研究了一种基于GaAs晶体非稳态光感生电动势效应的非线性激光干涉振动测量系统,以固体激光器为光源,以零差干涉光路进行测量。信号光被一定频率微小振幅振动调制后与参考光在GaAs晶体表面发生干涉,根据光感生电动势效应,高于一定的截止频率,GaAs晶体将产生正比于振动幅值的交变电流信号,从而进行振动测量。对影响输出光感生电流的主要因素进行了实验研究,包括干涉条纹空间频率及GaAs电极间距,确定了最佳工作条件。将该系统的测量结果与商用测振仪的测量结果进行了比较,结果一致。     

激光拉曼光谱在水质分析中的应用

采用激光拉曼光谱对不同生产阶段自来水样品的硬度指标进行了研究,测量了水样品拉曼谱的弯曲振动峰与伸缩振动峰强度的比值,并计算了样品在伸缩振动拉曼峰处的退偏振度.结果表明,随着水样品总硬度的减少,弯曲振动峰与伸缩振动峰强度的比值和样品在伸缩振动拉曼峰处的退偏振度均随之减少.     

基于激光干涉法的谐振式高加速度振动传感器校准技术研究

校准是保证振动传感器测量结果准确和可靠的重要手段.针对传统中频校准装置无法提供高加速度振动激励以及高加速度振动量值无法溯源的问题,开展基于激光干涉法的谐振式高加速度振动传感器校准技术研究.基于谐振原理建立谐振式高加速度振动发生装置,实现高加速度振动发生;建立外差激光干涉法绝对振动校准系统,通过对外差激光干涉信号的直接采...     

基于组合特征图案的单目视觉三维振动测量

针对结构三维振动同步测量问题,提出一种基于组合特征图案的单目视觉三维振动测量方法.组合特征图案由圆形图案和正弦条纹图案组成并喷涂或粘贴于待测结构表面,采用单目相机对该组合特征图案进行连续成像.运用图像重心算法提取圆形特征的重心坐标,求出结构平行于成像平面的二维振动信息,再运用能量重心频谱校正算法提取中心位置正弦条纹的密度信息,据此求出垂直于成像平面的振动信息,从而实现结构三维振动的同步测量.通过模拟仿真分析了图像噪声、成像分辨率、图案动态特征提取算法对测量性能的影响.对悬臂梁在脉冲激励下的空间自由振动进行实验测量,并与Hough变换圆检测算法的提取信号进行对比,结果表明该方法能够对结构三维振动位移信息进行高精度的同步测量.     

φ-OTDR振动传感系统中的相位模糊问题

针对-OTDR振动传感系统中的相位模糊问题,推导了背向瑞利散射光功率与干涉光场相位差、干涉光场相位差与光纤应变的关系式,分析了相位模糊现象的发生原因及表现形式,研究了相位模糊对传感系统性能的影响及系统最大可检测应变与空间分辨率的关系,并进行了仿真验证。结果表明:相位模糊是限制系统应变测量范围的主要因素,它会引起振动频率的误判和振动幅度的测量错误,还可能导致大应变信息的漏报;系统空间分辨率越高,应变测量范围越大,说明-OTDR振动传感系统适用于高空间分辨率振动的测量。研究结果为-OTDR振动传感系统参数设计和系统优化提供了理论参考。     

耦合型光纤振动传感器设计与分析

根据单模光纤耦合器的耦合比对耦合区长度变化敏感的特点,提出了一种耦合型光纤振动传感器,并设计了相应的解调系统对传感器的响应进行光电转换和信号处理.为了验证耦合型光纤振动传感器的性能,把一个动圈式振动传感器同时放置在试验台上,用橡皮锤敲击试验台,两个传感器的测量结果相吻合.实验证明,耦合型光纤振动传感器能够满足振动测量的要求.     

用超荧光光源实现HCN分子2v3带红外振转谱测量

采用超荧光光源(SFS)搭建了一个新型的气体吸收谱线测量装置,成功实现了对13.332 kPa气压下H13C14N(HCN)气体分子2v3振动带精细结构的准确测量.分析了双程后向(DPB)结构的SFS和HCN分子的结构及振动转动模式,所采用的SFS在2 mW输出功率下,激发了2V3振动带J=0～27的转动能级,输出谱在波长1525.3～1560.3 nm之间平坦度小于1 dBm,可以直接覆盖测量50多条振转谱线,无需多次扫描和数据拟合.利用了SFS高亮度和宽谱的特性,与常用的窄线宽可调谐激光器扫描法和经典吸收法比较,结构简单,成本低,可以很方便地实现实验室条件下气体分子精细结构的研究.     

利用激光干涉技术研究压电换能器的谐振特性

介绍了压电超声换能器的基本结构及振动模态，利用先进的激光多普勒干涉仪对自制换能器的谐振特性以及振动速度和位移分布进行了测量和分析，并与有限元分析的结果进行了对比，实验表明，实验测量模态结果与有限元分析结果基本相符，激光多普干涉技术是一种直观研究压电超声换能器振动的有效手段。通过有限元分析和先进测量手段的结合与对比，对换能器的设计和制作具有指导意义。     

面发射半导体激光器自混合振动测量实验研究

采用新型垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为激光自混合振动测量系统的激光光源,针对不同驱动信号频率(1 kHz,2 kHz)、驱动信号幅度(880 mV,1.66 v)的振动驱动信号对激光自混合振动测量信号系统进行实验研究,并与通过激光稳态方程所获得的激光自混合振动信号仿真进行了比较分析.结果表明,2 kHz相对1 k...