如圖1所示，一種基于激光波前編碼技術(shù)的振動檢測方法的實施例，基于激光散光場相干涉行為，結(jié)合激光波前編碼原理，采用動態(tài)波前偏振和相位編碼，編碼后光場分出回返參考光束，和前行測試光束，測試光束投射到被檢測振動物體上，散斑部分光場經(jīng)過離焦成像部件后，形成載有編碼信息和物體振動信息的信息光束，信息光束和參考光束進(jìn)行重疊干涉，形成干涉場，光電傳感器設(shè)置在干涉區(qū)域，實現(xiàn)光電傳化，振動分析單元對信息進(jìn)行處理得到檢測區(qū)域的振動信息。
[0029]本實施例包括:激光光源1、光束調(diào)整部件2、波前偏振編碼部件3、波前相位編碼部件4、光場分束部件5、被檢測物體6、離焦光學(xué)成像系統(tǒng)7、光場合束部件8、光電傳感器9、振動分析單元10。
[0030]本實施例的具體實現(xiàn)步驟為:
[0031]步驟(I)激光光源I出射光束的光路上設(shè)置有光束調(diào)整部件2，光束調(diào)整部件調(diào)節(jié)光束參數(shù)或傳播行為特性，實現(xiàn)用于振動檢測的激光光束和傳播方向；激光光源I為LD栗浦固態(tài)激光器；
[0032]步驟(2)光束調(diào)整部件2出射激光光束依次通過波前偏振編碼部件3和波前相位編碼部件4，波前偏振編碼部件3和波前相位編碼部件4分別對激光光束進(jìn)行波前相位和偏振進(jìn)行動態(tài)編碼；光束調(diào)整部件2為透射式光束調(diào)整部件，波前偏振編碼部件3為液晶型偏振編碼部件，波前相位編碼部件4為液晶型相位編碼部件；
[0033]步驟(3)編碼后激光光束照射到光場分束部件5，光場分束部件5將編碼后激光光束分束成回返參考光束和前行測試光束，測試光束投射到被檢測振動物體6上，即9米距離處的汽車發(fā)動機前蓋，被檢測振動物體存在光學(xué)界面，激光光束在光學(xué)界面處被散射，發(fā)生激光散射效應(yīng)，形成激光散射光場，實現(xiàn)激光傳輸散斑光場；
[0034]步驟(4)散斑部分光場經(jīng)過離焦成像部件7后，形成載有編碼信息和物體振動信息的信息光束；離焦光學(xué)成像部件7為折射式光學(xué)成像系統(tǒng)；
[0035]步驟(5)光場分束部件5出射的回返參考光束和離焦成像部件7出射的信息光束通過光場合束部件8后，進(jìn)行光束合束產(chǎn)生干涉區(qū)域，形成干涉場；光場分束部件5為直角三棱鏡光場分束部件，回返參考光束和信息光束分別從直角三棱鏡光場分束部件兩個直角邊入射，透射出直角三棱鏡光場分束部件出射后相干；
[0036]步驟(6)光電傳感器9設(shè)置在干涉區(qū)域，將干涉場轉(zhuǎn)化為電信號，再通過振動分析單元10對信息進(jìn)行信息融合和特征提取，得到檢測振動物體的的振動信息；光電傳感器9為電荷耦合器件，振動分析單元10為嵌入式系統(tǒng)。
[0037]本實施例成功實現(xiàn)了 9米距離處的汽車發(fā)動機前蓋的振動特性檢測，包括振幅特性、振動頻率特性、時序?qū)捵V動態(tài)性質(zhì)。本發(fā)明具有高靈敏度、可靠性高、無接觸檢測、無損遙測、抗干擾能力強、頻率特性靈活、信息量高、系統(tǒng)易于構(gòu)建、應(yīng)用范圍廣、功能易于擴充、便于集成、構(gòu)建靈活等特點。
[0038]以上所述的【具體實施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本發(fā)明的最優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補充和等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于激光波前編碼技術(shù)的振動檢測方法，其特征在于，具體包括以下步驟: 步驟(1)、激光光源出射光束的光路上設(shè)置有光束調(diào)整部件，光束調(diào)整部件調(diào)節(jié)光束參數(shù)或傳播行為特性； 步驟(2)、光束調(diào)整部件出射激光光束依次通過波前偏振編碼部件和波前相位編碼部件，波前偏振編碼部件和波前相位編碼部件分別對激光光束進(jìn)行波前相位和偏振進(jìn)行動態(tài)編碼； 步驟(3)、編碼后的激光光束照射到光場分束部件，光場分束部件將編碼后的激光光束分束成回返參考光束和前行測試光束，測試光束投射到被檢測振動物體上，形成激光散射光場，實現(xiàn)激光傳輸散斑光場； 步驟(4)、散斑部分光場經(jīng)過離焦成像部件后，形成載有編碼信息和物體振動信息的信息光束； 步驟(5)、光場分束部件出射的回返參考光束和離焦成像部件出射的信息光束通過光場合束部件后，進(jìn)行光束合束產(chǎn)生干涉區(qū)域，形成干涉場； 步驟(6)、光電傳感器設(shè)置在干涉區(qū)域，將干涉場的信息轉(zhuǎn)化為電信號，再通過振動分析單元對信息進(jìn)行信息融合和特征提取，得到檢測振動物體的振動信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光波前編碼技術(shù)的振動檢測方法，其特征在于:所述的激光光源為激光二極管、二極管激光器、氣體激光器、固態(tài)激光器、染料激光器、半導(dǎo)體激光器中的一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光波前編碼技術(shù)的振動檢測方法，其特征在于:所述的光束調(diào)整部件為透射式光束調(diào)整部件、反射式光束調(diào)整部件、液晶光束調(diào)整部件、微納結(jié)構(gòu)光束調(diào)整部件中的一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光波前編碼技術(shù)的振動檢測方法，其特征在于:所述的波前偏振編碼部件為液晶型偏振編碼部件、微結(jié)構(gòu)型偏振編碼部件、光纖型偏振編碼部件中的一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光波前編碼技術(shù)的振動檢測方法，其特征在于:所述的波前相位編碼部件為液晶型相位編碼部件、微鏡陣列型相位編碼部件、微結(jié)構(gòu)型相位編碼部件、晶體型相位編碼部件、光纖型相位編碼部件中的一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光波前編碼技術(shù)的振動檢測方法，其特征在于:所述的離焦光學(xué)成像部件為折射式光學(xué)成像系統(tǒng)、反射式光學(xué)成像系統(tǒng)、混合式光學(xué)成像系統(tǒng)中的一種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光波前編碼技術(shù)的振動檢測方法，其特征在于:所述的光電傳感器為電荷耦合器件、互補金屬氧化物半導(dǎo)體電傳感器中的一種。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光波前編碼技術(shù)的振動檢測方法，其特征在于:所述的振動分析單元為計算機、嵌入式系統(tǒng)、數(shù)字信號處理器、移動終端設(shè)備中的一種。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光波前編碼技術(shù)的振動檢測方法，其特征在于:所述的光場合束部件為直角三棱鏡。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于激光波前編碼技術(shù)的振動檢測方法?，F(xiàn)有無法實現(xiàn)振動信息高性能無損遙測。本發(fā)明基于激光散光場相干涉行為和激光波前編碼原理，采用動態(tài)波前偏振和相位編碼，編碼后光場分出回返參考光束和前行測試光束，測試光束投射到被檢測振動物體上，散斑部分光場經(jīng)過離焦成像部件后,形成信息光束,信息光束和參考光束進(jìn)行重疊干涉,形成干涉場,光電傳感器設(shè)置在干涉區(qū)域，實現(xiàn)干涉信息的光電傳化，振動分析單元對信息進(jìn)行處理得到檢測區(qū)域的振動信息。本發(fā)明具有高靈敏度、可靠性高、無接觸檢測、無損遙測、抗干擾能力強、頻率特性靈活、信息量高、系統(tǒng)易于構(gòu)建、應(yīng)用范圍廣、功能易于擴充、便于集成、構(gòu)建靈活等特點。
【IPC分類】G01H9/00
【公開號】CN105258783
【申請?zhí)枴緾N201510784415
【發(fā)明人】高秀敏, 蘇文秀, 辛青, 逯鑫淼
【申請人】杭州電子科技大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月16日