[实用新型]基于非接触式测量的卫星天线结构振动测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及柔性结构振动测量领域，具体涉及一种基于非接触式测量的卫星天线结构振动测量装置。

背景技术

随着信息时代来临，信息之间的交互成为了当今世界紧密相连的一座重要的桥梁。信息化的发展促进了个人通信、高速网络、军事通信和移动通信等信息服务的快速增长。卫星天线作为信息交互中重要的一环，也向着大容量高速率的方向发展。军事领域上，大型卫星天线是检测、侦查系统中接收卫星信号的重要装置，在个人通信中，卫星电话的普及和小型卫星天线接收电视信号的便利，使得小型卫星天线的应用变得很普遍。一般来说，卫星天线的口径越大，接收质量越高，但是由于卫星天线的锅面是由柔性材料构成的较大的曲面，遇到风时，受到风的冲击作用，容易产生强烈振动。在卫星天线使用过程中，振动容易使卫星天线产生机械疲劳，在应力和应变作用下，在一处或者若干处产生损伤，经过一段时间后，当损伤累积到一定程度时，卫星天线的表面甚至支架就会产生裂纹或者是发生突发性断裂。振动不单只对卫星天线的正常工作受到影响，使信号接收质量降低，减少它的使用寿命，甚至会对卫星天线造成严重损坏致其报废，导致不必要的经济损失。在这样的一个背景下，抑制卫星天线的振动，提高卫星天线的抗振、抗风能力成为卫星天线领域里面一个重要的课题。

非接触式测量对比传统的传感器接触式测量有很多优点。它的抗干扰性强，对被测对象无损，不影响被测对象的动态性能，也不会因为对被测物体增加附加质量而影响它的正常工作。在面对一些特殊的不可接触的物体(例如高温物体)时，接触性测量就“束手无策”了，而非接触式测量就可以“一展所长”。但是，非接触式测量的精度普遍比接触式测量要低。在测量振动的领域，非接触式测量是一种简单而有效的测振方法，常见的有激光测振仪、激光传感器、双目视觉系统等方法，具有测量精度高、响应速度快等优点。其中，由两个高速相机组成的双目视觉系统测振方法随着图像处理和分析的技术的发展和成熟越来越成为一种简单便捷的具有很高实用价值的测振方法。双目视觉系统测振方法具有很多的优点：首先，这种测量方法结构简单，不需要激光光源和其它的辅助装置；其次，高速相机测量振动是一种多点测量方法，相对比于一些单点测量的方法，高速相机测量振动在测量多个点的模态变化的时候具有很大的优势，只要高速相机的分辨率和拍摄频率足够高，拍摄的范围足够大，只需要在被测范围里面作上若干个标记点，它可以在一个范围里面精确测量多个点的振动，获取多个点的模态信息；最后，双目视觉系统可以对被测物体的振动的多阶模态进行解耦，可以将复杂的多阶模态简化为多个一阶模态的叠加，将振动的信息更加直观地表现出来。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的卫星天线结构振动测量技术的缺点与不足，提供了一种基于非接触式测量的卫星天线结构振动测量装置，采用高速相机组成的双目视觉系统对卫星天线表面被测区域的标志点进行高频拍摄，获取图像序列，配合相应图像处理、分析，获取卫星天线的振动信息。

本实用新型的目的可以通过如下技术方案实现：

一种基于非接触式测量的卫星天线结构振动测量装置，包括卫星天线本体部分、振动激励部分、振动检测部分、信号处理模块和计算机，所述卫星天线本体部分包括卫星天线和底座，卫星天线通过底座固定连接在实验台Ⅰ上，在卫星天线表面还喷涂有振动检测的标志点；所述振动激励部分包括两个激振器，两个激振器对称安装在卫星天线的底部两侧，固定在实验台Ⅰ上，并通过激振器顶杆连接到卫星天线的支架；所述振动检测部分包括两个高速相机组成的双目视觉系统，两个高速相机分别通过两个支撑架安装在两个滑块上，两个滑块能够在导轨上移动，导轨固定在实验台Ⅱ上，双目视觉系统的镜头对准卫星天线表面振动检测的标志点；信号处理模块发出信号给振动激励部分，振动激励部分激励卫星天线本体部分产生振动，振动检测部分对卫星天线本体部分的振动检测标志点区域进行同步高频拍摄，采集到图像序列，发送给计算机，经过图像处理和分析，得到卫星天线的振动信息。

进一步地，所述信号处理模块包括功率放大器和信号发生器。

进一步地，信号发生器发出振动信号，经功率放大器放大后发送给两个激振器，两个激振器分别通过激振器顶杆激励卫星天线产生振动，在卫星天线振动的过程中，由两个高速相机组成的双目视觉系统对卫星天线的振动检测标志点区域进行同步高频拍摄，采集到图像序列，发送给计算机，经过图像处理和分析，得到卫星天线的振动信息。

进一步地，所述卫星天线表面的振动检测标志点的数量和位置能够根据卫星天线的形状大小以及测量者想要获得的卫星天线的振动信息来自行设计。