[發明專利]一種基于激光的橋面立體振動探測裝置、方法及存儲介質

在審

• 申請號: 202010250377.8
• 申請日: 2020-04-01
• 公開（公告）號: CN111473856A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 姜成昊;朱精果;曹康;姜玉華;解天鵬;郭文舉;王宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00;G01S17/32;G01S7/481
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 付婧

1.一種基于激光的橋面立體振動探測裝置，其特征在于，所述裝置包括：

上位機、三維云臺、橋面立體振動測量裝置探測頭，所述上位機和所述三維云臺、橋面立體振動測量裝置探測頭通信連接；

所述橋面立體振動測量裝置探測頭有單頻激光光源發射器，光纖分束器，調頻驅動器，光學調頻器，強度調制驅動器，光學強度調制器，光纖環形器，發射與接收光學天線，分束器，光電探測器，光學混頻器，平衡探測器，信號采集處理傳輸器；

其中，所述單頻激光光源發射器、光纖分束器、光學調頻器、光學強度調制器、光纖環形器、分束器、光學混頻器、平衡探測器順次連接，所述調頻驅動器和光學調頻器連接，所述分束器和光電探測器連接，所述光纖分束器和光學混頻器連接，所述信號采集處理傳輸器、三維云臺和上位機進行通信連接。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，

所述光學調頻器用于加載由所述調頻驅動器放大的激光調頻信號；

所述光學強度調制器用于獲取由所述強度調制驅動器放大的激光調幅信號。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，

所述上位機用于接收來自所述三維云臺以及所述橋面立體振動測量裝置探測頭的數據信息，并將所述數據信息進行計算分析生成分析結果。

4.一種基于激光的橋面立體振動探測方法，應用于橋面立體振動測量裝置探測頭，其特征在于，所述方法包括：

采用單頻激光光源發射器發射窄線寬連續激光探測光；

將所述激光探測光發送至光纖分束器生成第一探測光和第二探測光，所述第一探測光在所述窄線寬連續激光探測光中所占比值小于所述第二探測光在所述窄線寬連續激光探測光中所占比值；

將所述第一探測光發送至光學混頻器；

將所述第二探測光發送至光學調頻器中，利用調頻驅動器將激光調頻信號放大并通過光學調頻器加載到所述第二探測光中，生成第三探測光；

將所述第三探測光發送至光學強度調制器中，利用強度調制驅動器將激光調幅信號放大并通過光學強度調制器加載到所述第三探測光中生成第四探測光；

將所述第四探測光依次經過光纖環形器和發射與接收光學天線后發射至目標橋面。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述將所述第四探測光依次經過光纖環形器和發射與接收光學天線后發射至目標橋面之后，還包括：

利用發射與接收光學天線接收帶有探測目標距離與振動信息的探測回波信號；

將所述帶有探測目標距離與振動信息的探測回波信號匯聚至光纖環形器中，利用所述光纖環形器的回波信號輸出臂將所述帶有探測目標距離與振動信息的探測回波信號輸出；

將輸出后的所述探測回波信號發送至分束器生成第一路回波信號和第二路回波信號；

基于所述第一路回波信號生成被測目標橋面至測試點的距離值；

基于所述第二路回波信號生成被測橋面振動數據信息；

基于三維云臺的移動，橋面立體振動測量裝置探測頭獲取測量目標整個測量面距離以及振動數據信息；

將所述被測目標橋面至測試點的距離值、方位值和所述被測目標橋面振動數據信息發送至上位機。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一路回波信號生成被測橋面至測試點的距離值，包括：

將所述第一路回波信號發送至高靈敏光電探測器進行光電信號轉換，生成轉換后的回波信號；

將所述轉換后的回波信號和激光調幅信號進行混頻計算分析，生成被測目標橋面至測試點的距離值。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二路回波信號生成被測橋面振動數據，包括：

將所述第二路回波信號發送至光學混頻器中和所述第一探測光進行光學混頻，生成混頻后的光信號；

將所述混頻后的光信號發送至平衡探測器進行光電信號的轉換，生成轉換后的回波信號；

將所述轉換后的回波信號發送至信號采集處理傳輸器進行計算，生成被測目標橋面振動數據信息。