[發明專利]一種物體振動頻率檢測方法

在審

• 申請號: 202111096796.1
• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN113932907A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 艾真珍;何倩;黃恒笑;張雅男
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種物體振動頻率檢測方法,包括以下步驟：在待測物上附著一層反光片，待測物的一側設置光屏片和激光源，激光源向待測物表面發射激光發射至光屏片，形成光斑；將光電轉換裝置安裝在光屏片前光斑的位置，并移開光屏片；通過與光電轉換裝置相連的示波器讀出激光的振動頻率，且激光的振動頻率與待測物的振動頻率相等。本發明將物體的微小振動進行光學放大，轉化為光斑的振動，再利用光電轉換的方法，將光斑的振動信號轉化為電信號，可直接讀出物體的振動頻率，同時可做到非接觸式測物體的振動頻率。

技術領域

本發明公開了一種物體振動頻率檢測方法，涉及物體振動技術領域。

背景技術

現在常用的測振技術有干涉法測振，可做到非接觸精密測量，但由于激光靈敏性較大，易受環境干擾，另外，若振動物體表面不夠平整，反射光與入射光差別很大，則無法形成干涉場。激光多普勒測振法應用也十分廣泛，但該方法的不利之處在于得不到小于當量值的位移，測量分辨率低。

發明內容

本發明針對上述背景技術中的缺陷，提供一種物體振動頻率檢測方法，操作簡單，測算方便。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種物體振動頻率檢測方法，包括以下步驟：

步驟一：在待測物上附著一層反光片，待測物的一側設置光屏片和激光源，激光源向待測物表面發射激光發射至光屏片，形成光斑；

步驟二：將光電轉換裝置安裝在光屏片前光斑的位置，并移開光屏片, 也可以直接將二極管貼在光屏片上，用于接收光斑信號，也方便找到光斑的邊緣處；

步驟三：通過與光電轉換裝置相連的示波器讀出激光的振動頻率，且激光的振動頻率與待測物的振動頻率相等。

進一步的，所述的光屏片上附著刻度為1mm的網格紙。

進一步的，所述激光源的入射角度為30°。

進一步的，所述的光電轉換裝置包括：型號為OP27的運算放大器和PIN-13DSB的光電二極管，所述的運算放大器的負輸入端連光電二極管的陰極，所述的光電二極管陽極接地，所述運算放大器的正輸入端連接保護電阻后接地，所述的運算放大器的輸出端連接示波器，所述的運算放大器的負輸入端和輸出端之間連接反饋電阻R_f，所述運算放大器的TRIM引腳端連接調壓電阻R。

光電探測器為PIN-13DSB光電二極管，具有較高光電轉換率、較快的響應速度特點；工作波長為320nm-1100nm，峰值波長為960nm.PIN-13DSB光電探測器的轉換系數為0.29A/W-0.52A/W；因為PIN光電二極管的輸出為電流信號，所以選用跨阻性前置放大器將電流信號轉換為電壓信號，OP27集成運算放大器可增強電路穩定性，適應高頻信號。

進一步的，所述反饋電阻R_f采用了1MΩ的金屬膜電阻，為提高光電檢測電路的輸出電壓，則反饋電阻R_f越大越好，但是當R_f的值大到一定程度以后，整個檢測電路的穩定性和信噪比會降低，當R_f的值與運算放大器的輸入電阻較接近時，前置放大電路的檢測效果則會受到影響，故本電路中反饋電阻R_f使用了1MΩ的金屬膜電阻，保證前置放大器輸出電壓在1.0V以下工作在良好的線性區。

進一步的，所述反饋電阻R_f上并聯一個30-70pF的獨石電容C_f，為了減小熱噪聲的帶寬，提高信噪比，同時也為了防止產生自激振蕩。

進一步的，所述的運算放大器接12V工作電壓。

進一步的，所述的光屏片距離待測物體距離為2~4m。