[發明專利]測振測溫裝置及其信號處理方法

有效

• 申請號: 202110796255.3
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113390467B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 俞本立;羅家童;呂韜;胡小儉;汪輝
• 申請（專利權）人: 安徽至博光電科技股份有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃玉霞

本申請公開了一種測振測溫裝置及其信號處理方法，其中，裝置包括：激光測振組件、紅外測溫組件和信號處理組件，激光測振組件用于針對待測物體發射測量激光，并根據測量激光得到的參考光束和測量光束獲得干涉光束，干涉光束轉換可以得到兩路光電信號；紅外測溫組件可以將待測物體的紅外輻射能量轉換為溫度電信號；信號處理組件，用于對兩路光電信號進行非線性誤差矯正，并解調得到待測物體的振動信息，并對溫度電信號進行溫度信息還原，得到待測物體的表面溫度。由此，解決相關技術中通過多個傳感器進行接觸測溫與測振，無法保證測量時間和測量點的一致性，導致測量的準確性較差，且測量的靈活性差，操作復雜，用戶體驗較差等問題。

技術領域

本申請涉及激光測量技術領域，特別涉及一種測振測溫裝置及其信號處理方法。

背景技術

隨著第四次工業革命、物聯網等產業的快速發展，傳感器系統正向著微小型化、智能化、多信息檢測和網絡化方向發展。多信息檢測在現今的科學研究和工業生產中占據的地位愈發重要，其中，振動和溫度是傳感器重點檢測的兩個信息量。為了獲取振動信息和溫度信息，

相關技術中，當需要同時獲取振動信息和溫度信息時，比如泵機運行狀況監測，通常需要同時安裝振動傳感器和溫度傳感器才能實現振動信息和溫度信息的測量。

然而，相關技術中的傳感器通常不具備非接觸測溫與測振的功能，靈活度較低，且操作更加復雜，且無法準確保證多個傳感器測量時間和測量點的一致性，測量的可靠性較差，大大降低用戶的使用體驗，亟待解決。

發明內容

本申請提供一種測振測溫裝置及其信號處理方法，以解決相關技術中通過多個傳感器進行接觸測溫與測振，無法保證測量時間和測量點的一致性，導致測量的準確性較差，且測量的靈活性差，操作復雜，用戶體驗較差等問題。

本申請第一方面實施例提供一種測振測溫裝置，包括：

激光測振組件，所述激光測振組件包括激光光源、光學干涉子組件和相干光探測子組件，其中，所述激光光源用于針對待測物體，生成測量激光；所述光學干涉子組件用于將所述測量激光分光為本振光和信號光，根據所述本振光在所述光學干涉子組件內的反射得到參考光束，并將所述信號光發射到所述待測物體表面，根據所述待測物體表面的散射光束得到測量光束，以根據所述參考光束和所述測量光束得到干涉光束；所述相干光探測子組件用于根據所述干涉光束轉換得到第一路光電信號和第二路光電信號；

紅外測溫組件，所述紅外測溫組件與所述激光測振組件共光軸，所述紅外測溫組件包括紅外測溫光學系統和光電探測器；其中，所述紅外測溫光學系統用于匯聚所述待測物體的紅外輻射能量，所述光電探測器用于根據所述紅外輻射能量轉換得到溫度電信號；

信號處理組件，用于對所述兩路光電信號進行非線性誤差矯正得到兩路等幅正交電信號，并對所述兩路等幅正交電信號進行解調，得到所述待測物體的振動信息，并對所述溫度電信號進行溫度信息還原，得到所述待測物體的表面溫度。

進一步地，所述光學干涉子組件包括：

光隔離器，用于單向傳輸所述測量激光；

第一偏振分光鏡，用于在所述測量激光通過所述光隔離器后進行分光，得到本振光和信號光，其中，所述本振光為反射光和所述信號光為透射光；

參考臂，所述參考臂包括第一四分之一波片和參考鏡，其中，所述第一四分之一波片透射對所述本振光；所述參考鏡用于將透射后的本振光反射至所述第一四分之一波片，以使得所述第一四分之一波片再次進行透射，并經過所述第一偏振分光鏡透射后得到所述參考光束；

測量臂，所述測量臂包括第二四分之一波片，所述第二四分之一波片用于用于對所述信號光進行透射，并將透射后的信號光通過聚焦透鏡投射至所述待測物體表面，所述聚焦透鏡還用于將接收到的所述待測物體表面的散射光束發射至所述第二四分之一波片，以使得所述第二四分之一波片對所述散射光束進行透射，并經過所述第一偏振分光鏡反射后得到所述測量光束；其中，