[发明专利]一种振动测量装置以及振动测量方法

权利要求书

1.一种振动测量装置，其特征在于：包括激光测量组件、多普勒测量组件、信号收发组件以及与所述激光测量组件、所述多普勒测量组件电连接的分析计算器；所述激光测量组件与所述多普勒测量组件发射的激光在所述信号收发组件进行合束后发射至目标，所述信号收发组件接收从所述目标反射的光信号，并进行分束后分别进入所述激光测量组件和所述多普勒测量组件；所述激光测量组件根据脉冲激光法测量振动位移量，所述多普勒测量组件根据激光多普勒法测量振动速度，时间序列的位移量与速度值输送至所述分析计算器以进行卡尔曼滤波算法的数据融合。

2.根据权利要求1所述的振动测量装置，其特征在于：所述激光测量组件包括脉冲激光器、探测器；所述脉冲激光器发射激光至所述信号收发组件；所述探测器通过所述信号收发组件获取所述目标反射的光信号，并将其转变为振动位移量的电信号。

3.根据权利要求2所述的振动测量装置，其特征在于：所述探测器为雪崩光电二极管探测器。

4.根据权利要求2所述的振动测量装置，其特征在于：所述脉冲激光器为1535nm的微片激光器。

5.根据权利要求1所述的振动测量装置，其特征在于：所述多普勒测量组件包括单频激光器、第一分束器、声光调制器、第一耦合器和平衡探测器；所述单频激光器发射的激光在所述第一分束器分束为第一发射光束与第二发射光束；所述第一发射光束进入所述声光调制器后，通过所述信号收发组件与所述激光测量组件发射的激光进行合束；所述目标的反射光线进入所述第一耦合器并与所述第二发射光束合束后入射到所述平衡探测器以转换为振动速度的电信号。

6.根据权利要求5所述的振动测量装置，其特征在于：所述单频激光器为回波信号1550nm的窄线宽光纤激光器。

7.根据权利要求6所述的振动测量装置，其特征在于：所述第一耦合器的分光比为50:50。

8.根据权利要求1到7中任一项所述的振动测量装置，其特征在于：所述信号收发组件包括第二合束器、环形器、收发天线和第二分束器；所述第二合束器对所述激光测量组件和所述多普勒测量组件发射的激光进行合束后依次发射至所述环形器和所述收发天线，并通过所述收发天线发射到所述目标；所述收发天线接收所述目标反射的光线后，依次发射至所述环形器和所述第二分束器，并在所述第二分束器分束后分别发射至所述激光测量组件和所述多普勒测量组件。

9.根据权利要求1到7中任一项所述的振动测量装置，其特征在于：所述信号收发组件包括第二合束器、发射天线、接收天线和第二分束器；所述第二合束器对所述激光测量组件和所述多普勒测量组件发射的激光进行合束后通过所述发射天线发射到所述目标；所述接收天线接收所述目标发射的光线后，发射至所述第二分束器进行分束，并分别发射至所述激光测量组件和所述多普勒测量组件。

10.一种振动测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

设置权利要求1到9中任一项所述的振动测量装置；

通过所述振动测量装置进行脉冲法激光测距和激光多普勒法获取时间序列的振动位移量和速度；

通过卡尔曼滤波算法对所获取的时间序列振动位移量和速度进行融合处理，包括进行时间与测量的更新，从而获得高精度的时间序列的振动振幅。