一种光学非接触式垂直振动位移检测系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108303027A(43)申请公布日2018.07.20(21)申请号201810300545.2(22)申请日2018.04.04(71)申请人孝感锐创机械科技有限公司地址432100湖北省孝感市董永路铜雀台宜居小区6栋2单元1012室(72)发明人刘菲菲(74)专利代理机构北京汇信合知识产权代理有限公司11335代理人王秀丽(51)Int.Cl.G01B11/02(2006.01)G01H9/00(2006.01)G01B9/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种光学非接触式垂直振动位移检测系统(57)摘要本发明公开了一种光学非接触式垂直振动位移检测系统，包括由激光器、半反半透镜、第一反射镜、相位补偿板、滤光透镜、第二反射镜及可移动反射镜构成的迈克尔逊干涉系统，以及质量块、弹簧、第一平行导轨、第二平行导轨、箱体、CCD相机、信号处理机。在箱体发生垂直振动时，CCD相机采集到的迈克尔逊干涉系统干涉条纹发生移动，经过信号处理机对条纹信息进行帧间强度相关处理，得到干涉条纹的相位变化值，并实时解算干涉条纹的相位变化信息而解算出箱体的实时振动位移。本发明系统设计独特，采用简单的结构可以达到非接触式检测垂直振动位移的目的，具有精度高、响应快及动态范围大等优点。CN108303027ACN108303027A权利要求书1/1页1.一种光学非接触式垂直振动位移检测系统，其特征在于：包括激光器、半反半透镜、第一反射镜、相位补偿板、滤光透镜、第二反射镜、可移动反射镜、质量块、弹簧、第一平行导轨、第二平行导轨、箱体、CCD相机、信号处理机；所述激光器、半反半透镜、第一反射镜、相位补偿板、滤光透镜及第二反射镜构成迈克尔逊干涉系统，经过第一反射镜的激光光路为参考光路，经过相位补偿板、滤光透镜、第二反射镜及可移动反射镜的激光光路为信号光路，所述滤光透镜对所述激光器产生激光透过率大于90％，所述激光器产生的激光波长为380nm至760nm之间的可见光波段；所述可移动反射镜固定所述在质量块上，并保持水平；所述第一平行导轨与第二平行导轨平行固定于所述箱体上，并与箱体垂直；所述弹簧一端固定于箱体上，另一端固定在所述质量块上；所述箱体发生垂直振动时，所述第二反射镜与所述箱体一同产生垂直振动，由于质量块的惯性而暂时保持相对静止，所述第二反射镜与所述可移动反射镜之间的距离随着振动的位移发生变化，改变了迈克尔逊干涉系统的光程差，致使迈克尔逊干涉系统的干涉条纹发生移动；所述CCD相机实时采集迈克尔逊干涉系统的干涉条纹图像，并将干涉条纹图像传递给所述信号处理机；所述信号处理机对条纹信息进行帧间强度相关处理，得到干涉条纹的相位变化值，从而解算出箱体的实时振动位移。2.根据权利要求1所述的一种光学非接触式垂直振动位移检测系统，其特征在于：所述信号处理机对干涉条纹图像信息进行实时处理的核心算法为帧间强度相关算法，所述帧间强度相关算法先提取干涉图像的图像系数矩阵，再对相邻干涉图像的系数矩阵进行强度相关运算，通过最小二乘迭代得到每帧干涉图样的相位变化值。3.根据权利要求1所述的一种光学非接触式垂直振动位移检测系统，其特征在于所述的第一反射镜与可移动反射镜为镜面反射镜或漫反射镜。2CN108303027A说明书1/4页一种光学非接触式垂直振动位移检测系统技术领域[0001]本发明涉及一种非接触式垂直振动位移检测系统，尤其涉及一种光学非接触式垂直振动位移检测系统，属于非接触式垂直振动位移检测技术领域。背景技术[0002]由于抗电磁干扰、高精度、高灵敏度等优点，光纤传感器越来越广泛地应用于各种物理量的测量，如温度、应力、磁场、方位、振动等。而光学传感器主要应用于振动、流量及水平位移的测量，这里提出了一种光学非接触式垂直振动位移检测系统。发明内容[0003]本发明的目的在于提供一种光学非接触式垂直振动位移检测系统。[0004]为了实现上述目的本发明采用以下技术方案：[0005]一种光学非接触式垂直振动位移检测系统，包括激光器、半反半透镜、第一反射镜、相位补偿板、滤光透镜、第二反射镜、可移动反射镜、质量块、弹簧、第一平行导轨、第二平行导轨、箱体、CCD相机、信号处理机；[0006]所述激光器、半反半透镜、第一反射镜、相位补偿板、滤光透镜及第二反射镜构成迈克尔逊干涉系统，经过第一反射镜的激光光路为参考光路，经过相位补偿板、滤光透镜、第二反射镜及可移动反射镜的激光光路为信号光路，所述滤光透镜对所述激光器产生激光透过率大于90％，所述激光器产生的激光波长为380nm至760nm之间的可见光波段；[0007]所述可移动反射镜固定所述在质量块上，并保持水平；[0008]所述第一平行导轨