[發明專利]一種基于劈尖干涉的垂直振動位移檢測裝置

在審

• 申請號: 201810301735.6
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108317959A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 劉菲菲
• 申請（專利權）人: 孝感銳創機械科技有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01H9/00;G01B9/02
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 王秀麗

本發明公開了一種基于劈尖干涉的垂直振動位移檢測裝置，屬于精密測量領域。包括單色點光源、準直透鏡、劈尖干涉裝置、傾斜支桿、底板、垂直支桿、質量塊、彈簧、CCD相機、數據處理機。第一半反半透鏡與第二半反半透鏡構成夾角為θ的劈尖干涉裝置。本發明通過數據處理機接收CCD相機實時拍攝的干涉條紋，并通過信號處理得到干涉條紋間距實時變化情況，從而得到底板在垂直方向產生的振動位移的大小及振動頻率。本發明裝置設計獨特，結構簡單，能夠有效地檢測垂直振動信息，如振動頻率及振動位移，具有精度高、響應快、動態范圍大等優點。

技術領域

本發明屬于精密測量領域，特別涉及一種基于劈尖干涉的垂直振動位移檢測裝置。

背景技術

由于抗電磁干擾、高精度、高靈敏度等優點，光學傳感器越來越廣泛地應用于各種物理量的測量，如溫度、應力、磁場、方位、振動等，這里提出了一種基于劈尖干涉的垂直振動位移檢測裝置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于劈尖干涉的垂直振動位移檢測裝置。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于劈尖干涉的垂直振動位移檢測裝置，包括單色點光源、準直透鏡、劈尖干涉裝置、傾斜支桿、底板、垂直支桿、質量塊、彈簧、CCD相機、數據處理機。其中第一半反半透鏡與第二半反半透鏡構成夾角為θ的劈尖干涉裝置。單色點光源產生一束激光，波長在380nm至769nm的可見光光譜范圍內；準直透鏡將單色點光源產生的發散激光經過準直為平行光束；平行光束以與第二半反半透鏡法線方向經過劈尖干涉裝置后，在第一半反半透鏡下表面形成明暗相間的劈尖干涉條紋；CCD相機實時拍攝在第一半反半透鏡下表面形成明暗相間的劈尖干涉條紋。底板在垂直方向產生位移，劈尖干涉裝置整體發生位移，由于質量塊的慣性，在劈尖干涉裝置整體移動時，質量塊保持相對靜止，使得質量塊與底板發生相對位移，從而將平臺的位移經彈簧傳遞給質量塊，使劈尖干涉裝置的夾角發生變化，從而使得在第一半反半透鏡下表面形成明暗相間的劈尖干涉條紋間距發生變化；數據處理機接收CCD相機實時拍攝的干涉條紋，并通過信號處理得到干涉條紋間距實時變化情況，從而得到底板在垂直方向產生的振動位移的大小及振動頻率。

本發明所能檢測的振動的位移量和頻率響應范圍取決于裝置中質量塊的質量與彈簧的彈性系數，在針對不同的測量參量時，通過對質量塊的質量與彈簧的彈性系數進行計算，以滿足測量參量的變化范圍。

本發明采用以上技術方案，具備以下有益效果：

一、采用基于劈尖干涉的干涉裝置，具有精度高、響應快及動態范圍大等優點。

二、劈尖干涉裝置與數據處理機可以分離，可以用于非接觸式的測量系統。

三、裝置結構設計簡單，易于操作，容易實現裝置性能提高的相關改進。

四、通過計算質量塊的質量與彈簧的彈性系數，對裝置進行適應性設計。

附圖說明

圖1為本發明一種基于劈尖干涉的垂直振動位移檢測裝置原理圖。

圖中各組件與附圖標記之間的對應關系為：

1-單色點光源，2-準直透鏡，3-劈尖干涉裝置，3-1第一半反半透鏡，3-2-第二半反半透鏡，4-傾斜支桿，5-底板，6-垂直支桿，7-質量塊，8-彈簧，9-CCD相機，10-數據處理機。

具體實施方式