[发明专利]一种反射式反馈锁相激光振动测量装置及其测量方法

说明书

本申请公开了一种反射式反馈锁相激光振动测量装置及其测量方法，包括：反射式振动测量模块，单模半导体激光二极管，锁相激光驱动模块；其中，单模半导体激光二极管，用于向倾斜的被测物表面发出入射激光，接收经反射式振动测量模块返回的反射激光并形成干涉，产生自混合波形并转化为光电流；反射式振动测量模块，用于垂直接收经被测物表面反射后的反射激光，并将反射激光按照原光路返回；锁相激光驱动模块，用于对光电流进行处理，并对单模半导体激光二极管进行反馈控制形成闭环反馈检测，在输出端得到被测物的振动信号。这样采用闭环反馈锁相方式，能够在不同角度下得到幅值稳定的振动测量结果，并且有效应用在垂直入射无法测量的振动测量领域。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，特别是涉及一种反射式反馈锁相激光振动测量装置及其测量方法。

背景技术

振动测量应用在工业领域，通过对被测物的振动进行监测，能够得到被测物的状态信息，从而对被测物的故障进行及时的判断和处理。

目前，基于激光反馈式干涉测量方法的测量手段被广泛的应用。另外，一些研究机构和公司根据被测物的振动测量精度设计了多次反射的反馈式测量装置，在不同的反射角度和反射次数下，可以得到不同的测试精度。但这些测量方法的测试结果都和角度相关，在不同角度下的测试结果需要用不同的计算方法，才能得到被测物的振动信息。

因此，如何实现不同角度下振动测量结果的稳定性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种反射式反馈锁相激光振动测量装置及其测量方法，可以在不同角度下得到幅值稳定的振动测量结果，且可应用在入射光无法直接垂直照射被测物的情况。其具体方案如下：

一种反射式反馈锁相激光振动测量装置，包括：反射式振动测量模块，单模半导体激光二极管，以及与所述单模半导体激光二极管电性连接的锁相激光驱动模块；其中，

所述单模半导体激光二极管，用于向倾斜的被测物表面发出入射激光，接收经所述反射式振动测量模块返回的反射激光并形成干涉，产生自混合波形并转化为光电流；

所述反射式振动测量模块，用于垂直接收经所述被测物表面反射后的反射激光，并将反射激光按照原光路返回至所述单模半导体激光二极管；

所述锁相激光驱动模块，用于对所述单模半导体激光二极管产生的光电流进行处理，并对所述单模半导体激光二极管进行反馈控制形成闭环反馈检测，在输出端得到所述被测物的振动信号。

优选地，在本发明实施例提供的上述反射式反馈锁相激光振动测量装置中，所述反射式振动测量模块包括反射镜，以及用于固定所述反射镜的支撑调节机构；其中，

所述反射镜的反射面与经所述被测物表面反射后的反射激光的传播方向相互垂直。

优选地，在本发明实施例提供的上述反射式反馈锁相激光振动测量装置中，所述单模半导体激光二极管内置有激光器和探测器；其中，

所述激光器，用于向倾斜的被测物表面发出入射激光，接收经所述反射式振动测量模块返回的反射激光，以及通过所述锁相激光驱动模块的反馈控制改变输出功率；

所述探测器，用于将所述自混合波形经检测转化为光电流。

优选地，在本发明实施例提供的上述反射式反馈锁相激光振动测量装置中，所述锁相激光驱动模块包括跨阻放大模块，直流偏置模块，增益调节模块，可控开关，压控电流源模块，参考电压模块；其中，

所述跨阻放大模块，与所述探测器电性连接，用于将所述探测器产生的光电流转化为电压信号，并将所述电压信号进行放大输出；

所述直流偏置模块，用于对所述跨阻放大模块的输出信号进行直流补偿；

所述增益调节模块，用于调节经所述直流补偿后的信号的放大比例，输出自混合信号；