專利名稱：一種振動(dòng)頻率測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種物理測(cè)量設(shè)備，尤其是一種用于測(cè)量物體振動(dòng) 的振動(dòng)頻率測(cè)量裝置。
技術(shù)背景
在現(xiàn)有技術(shù)中，公知的技術(shù)是由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局授權(quán)公布的 02103972. 0號(hào)專利，該專利公開了一種"具有光導(dǎo)纖維檢測(cè)器的振動(dòng)測(cè)量裝 置"的技術(shù)方案。這個(gè)方案所采用的工作原理是，光導(dǎo)纖維在受到外界振動(dòng) 的作用時(shí)，光導(dǎo)纖維內(nèi)部的折射率梯度發(fā)生變化，導(dǎo)致光導(dǎo)纖維內(nèi)光束的反 射和衍射變化，造成通過光導(dǎo)纖維的光強(qiáng)發(fā)生變化，檢測(cè)該光強(qiáng)的變化就可 測(cè)量振動(dòng)數(shù)據(jù)。利用這一原理，該方案采用將光導(dǎo)纖維纏繞在一個(gè)感應(yīng)物上， 在光導(dǎo)纖維的入光端有激光射入，光導(dǎo)纖維的出光端有光敏二極管接收，經(jīng) 電流電壓變換和放大后輸出，而感應(yīng)物則是放置在振動(dòng)物體上，因此，該方 案是一種接觸式的測(cè)量方法，而接觸式測(cè)量存在的問題之一，是探測(cè)裝置要 固定在振動(dòng)物體上，這對(duì)體積較小的物體就會(huì)改變其力學(xué)性質(zhì)，測(cè)得的振動(dòng) 數(shù)據(jù)也就會(huì)失真，故該方案只適用于大型物體，而不適用于體積較小物體振 動(dòng)的測(cè)量，這是現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種振動(dòng)頻 率測(cè)量裝置的技術(shù)方案，該方案是一種非接觸式測(cè)量方法，利用物體振動(dòng)時(shí) 散射光的變化來測(cè)量振動(dòng)頻率，收集振動(dòng)物體散射光的變化形成電脈沖的數(shù) 據(jù)流，獲得的數(shù)據(jù)流由計(jì)算機(jī)利用光子相關(guān)法進(jìn)行運(yùn)算，就可得出振動(dòng)頻率 的有關(guān)數(shù)據(jù)。本方案是通過如下兩個(gè)技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的
第一方案的振動(dòng)頻率測(cè)量裝置，包括有光探測(cè)單元連接光傳送單元，光 傳送單元連接數(shù)據(jù)處理單元，本方案的特點(diǎn)是，所述的數(shù)據(jù)處理單元有光電 倍增管模塊通過電連接光電脈沖計(jì)數(shù)模塊，光電脈沖計(jì)數(shù)模塊通過電連接數(shù) 據(jù)處理計(jì)算機(jī)；所述的光傳送單元是光導(dǎo)纖維；所述的光探測(cè)單元是光探頭， 該光探頭就是光傳送單元光導(dǎo)纖維的入光端。本方案具體的特點(diǎn)還有，所述 的光探測(cè)單元還帶有安裝機(jī)構(gòu)。
第二方案的振動(dòng)頻率測(cè)量裝置，包括有光探測(cè)單元連接光傳送單元，光 傳送單元連接數(shù)據(jù)處理單元，本方案的特點(diǎn)是，還有一個(gè)光照射單元，該光 照射單元連接光傳送單元，經(jīng)光傳送單元連接光探測(cè)單元；所述的數(shù)據(jù)處理 單元有光電倍增管模塊通過電連接光電脈沖計(jì)數(shù)模塊，光電脈沖計(jì)數(shù)模塊通 過電連接數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)；所述的光傳送單元有二條光導(dǎo)纖維， 一條與數(shù)據(jù) 處理單元連接， 一條與光照射單元連接；所述的光探測(cè)單元是光探頭，該光 探頭就是光傳送單元中與數(shù)據(jù)處理單元連接的光導(dǎo)纖維入光端和光傳送單元 中與光照射單元連接的光導(dǎo)纖維出光端。本方案具體的特點(diǎn)還有，所述的光 探測(cè)單元還帶有安裝機(jī)構(gòu)。所述的光照射單元是激光發(fā)生器連接光耦合器。
本方案的有益效果可根據(jù)對(duì)上述方案的敘述得知，由于該方案是利用物 體振動(dòng)時(shí)散射光的變化來測(cè)量振動(dòng)頻率，用光探測(cè)單元和光傳輸單元收集、 傳輸振動(dòng)物體散射光的變化，用光電倍增管模塊和光電脈沖計(jì)數(shù)模塊將光的 變化轉(zhuǎn)換成電脈沖的數(shù)據(jù)流，獲得的數(shù)據(jù)流由計(jì)算機(jī)利用光子相關(guān)法進(jìn)行運(yùn) 算，就可得出振動(dòng)頻率的有關(guān)數(shù)據(jù)。這種利用光子相關(guān)法在振動(dòng)頻率測(cè)量上 的應(yīng)用，是己知的光子相關(guān)法新的應(yīng)用技術(shù)，光子相關(guān)法是計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的 數(shù)據(jù)流進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算的方法，經(jīng)運(yùn)算獲得的自相關(guān)數(shù)據(jù)再用傅立葉變換得 到所需結(jié)果，用光子相關(guān)法獲得的結(jié)果其分辨率和精度取決于采樣的時(shí)間閾 值和數(shù)據(jù)量，光子相關(guān)法用于振動(dòng)頻率的測(cè)量其時(shí)間閾值可在微秒級(jí)，而測(cè)量振動(dòng)頻率的范圍可由l赫茲到數(shù)兆赫茲，并能保存原始數(shù)據(jù)，為后續(xù)數(shù)據(jù)處 理提供了條件。本方案是利用物體振動(dòng)時(shí)的散射光變化來對(duì)振動(dòng)特性進(jìn)行測(cè) 量，因此，對(duì)振動(dòng)物體沒有特殊要求，不需要與振動(dòng)物體有任何接觸，是一 種非接觸式的測(cè)量。由于是用散射光的變化來進(jìn)行測(cè)量，因此，只要振動(dòng)物 體具有散射光就可測(cè)量，不需要有特設(shè)的光源，如果能采用一定的光線照射， 測(cè)得的效果就更理想，故可將光傳送單元的光導(dǎo)纖維增加成二條， 一條與數(shù) 據(jù)處理單元連接， 一條與由激光發(fā)生器連接光耦合器組成的光照射單元連接， 由光探測(cè)單元發(fā)射激光照射振動(dòng)物體，也由光探測(cè)單元接收物體振動(dòng)產(chǎn)生的 激光散射光變化進(jìn)行測(cè)量。再加散射光變化的輸送是采用光導(dǎo)纖維作為光傳 送單元，光探測(cè)單元的光探頭又是光導(dǎo)纖維的入光端，這種用光導(dǎo)纖維實(shí)現(xiàn) 信號(hào)采集和傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)，采樣操作十分簡(jiǎn)單，只需將光探頭對(duì)準(zhǔn)振動(dòng)物體保 持兩者相對(duì)固定即可，并且采樣與數(shù)據(jù)處理之間可以長(zhǎng)距離傳輸不受電磁干 擾，能實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，又可對(duì)振動(dòng)物進(jìn)行同時(shí)多方位采樣，來實(shí)現(xiàn)二維測(cè)量。 本方案裝置的結(jié)構(gòu)又極為簡(jiǎn)單，涉及的設(shè)備很少，便于移動(dòng)和攜帶。由此可 見，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，其實(shí)施的有益效 果也是顯而易見的。 '

圖l為本實(shí)用新型第一方案具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本實(shí)用新型第二方案具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中，l為光探測(cè)單元，2為安裝機(jī)構(gòu)，3為光傳送單元，4為光電倍增管
模塊，5為數(shù)據(jù)處理單元，6為數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)，7為光脈沖計(jì)數(shù)模塊，8為光
耦合器，9為激光發(fā)生器，IO為光照射單元。
具體實(shí)施方式
為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過二個(gè)具體實(shí)施方式
，并結(jié)合 其附圖，對(duì)二方案進(jìn)行闡述。通過附圖l可以看出，第一方案的振動(dòng)頻率測(cè)量裝置有光探測(cè)單元l連接
光傳送單元3，光傳送單元3連接數(shù)據(jù)處理單元5，本方案所述的數(shù)據(jù)處理單元 5有光電倍增管模塊4通過電連接光電脈沖計(jì)數(shù)模塊7，光電脈沖計(jì)數(shù)模塊7通 過電連接數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)6;所述的光傳送單元3是光導(dǎo)纖維；所述的光探測(cè) 單元l是光探頭，該光探頭就是光傳送單元3光導(dǎo)纖維的入光端。在所述的光 探測(cè)單元1上還帶有安裝機(jī)構(gòu)2，用以固定安裝探頭。
通過附圖2可以看見，第二方案的振動(dòng)頻率測(cè)量裝置有光探測(cè)單元l連接 光傳送單元3，光傳送單元3連接數(shù)據(jù)處理單元5，本方案還有一個(gè)由激光發(fā)生 器9連接光耦合器8組成的光照射單元10，該光照射單元10的光耦合器8連接光 傳送單元3，經(jīng)光傳送單元3連接光探測(cè)單元1。所述的數(shù)據(jù)處理單元5有光電 倍增管模塊4通過電連接光電脈沖計(jì)數(shù)模塊7，光電脈沖計(jì)數(shù)模塊7通過電連接 數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)6。所述的光傳送單元3有二條光導(dǎo)纖維， 一條與數(shù)據(jù)處理單 元5連接， 一條與光照射單元10連接。所述的光探測(cè)單元l是光探頭，該光探 頭就是光傳送單元3中與數(shù)據(jù)處理單元5連接的光導(dǎo)纖維入光端和光傳送單元 3中與光照射單元10連接的光導(dǎo)纖維出光端。所述的光探測(cè)單元l還帶有安裝 機(jī)構(gòu)2，用以固定安裝探頭。
權(quán)利要求1.一種振動(dòng)頻率測(cè)量裝置，包括有光探測(cè)單元連接光傳送單元，光傳送單元連接數(shù)據(jù)處理單元，其特征是所述的數(shù)據(jù)處理單元有光電倍增管模塊通過電連接光電脈沖計(jì)數(shù)模塊，光電脈沖計(jì)數(shù)模塊通過電連接數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)；所述的光傳送單元是光導(dǎo)纖維；所述的光探測(cè)單元是光探頭，該光探頭就是光傳送單元光導(dǎo)纖維的入光端。
2. —種振動(dòng)頻率測(cè)量裝置，包括有光探測(cè)單元連接光傳送單元，光傳送單元連接數(shù)據(jù)處理單元，其特征是還有一個(gè)光照射單元，該光照射單元連 接光傳送單元，經(jīng)光傳送單元連接光探測(cè)單元；所述的數(shù)據(jù)處理單元有光電 倍增管模塊通過電連接光電脈沖計(jì)數(shù)模塊，光電脈沖計(jì)數(shù)模塊通過電連接數(shù) 據(jù)處理計(jì)算機(jī)；所述的光傳送單元有二條光導(dǎo)纖維， 一條與數(shù)據(jù)處理單元連 接， 一條與光照射單元連接；所述的光探測(cè)單元是光探頭，該光探頭就是光 傳送單元中與數(shù)據(jù)處理單元連接的光導(dǎo)纖維入光端和光傳送單元中與光照射 單元連接的光導(dǎo)纖維出光端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的振動(dòng)頻率測(cè)量裝置，其特征是所述的光探 測(cè)單元還帶有安裝機(jī)構(gòu)、
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的振動(dòng)頻率測(cè)量裝置，其特征是所述的光照射單 元是激光發(fā)生器連接光耦合器。
專利摘要本實(shí)用新型提供了二種振動(dòng)頻率測(cè)量裝置技術(shù)方案，第一方案有光探頭的光探測(cè)單元連接光導(dǎo)纖維的光傳送單元再連接數(shù)據(jù)處理單元，該數(shù)據(jù)處理單元有光電倍增管模塊通過電連接光電脈沖計(jì)數(shù)模塊，光電脈沖計(jì)數(shù)模塊通過電連接數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)；而光探頭就是光導(dǎo)纖維的入光端。第二方案還有一個(gè)由激光發(fā)生器連接光耦合器組成的光照射單元，該光照射單元連接光傳送單元，經(jīng)光傳送單元連接光探測(cè)單元；這個(gè)光傳送單元有二條光導(dǎo)纖維，一條與數(shù)據(jù)處理單元連接，一條與光照射單元連接；所述光探測(cè)單元的光探頭是光傳送單元中與數(shù)據(jù)處理單元連接的光導(dǎo)纖維入光端和光傳送單元中與光照射單元連接的光導(dǎo)纖維出光端。
文檔編號(hào)G01H9/00GK201373772SQ20092000789
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者婁本濁, 軍 張, 徐法升, 王少清, 金衛(wèi)東 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)