激光多普勒測振儀的測試原理
發布日期：2019-11-08 11:07:59
波源和觀察者有相對運動時，觀察者接受到波的頻率與波源發出的頻率并不相同，這種現象稱為多普勒效應。比如救護車警報器音調的明顯變化：當一輛救護車迎面駛來的時候，聽到聲音比原來高;而車離去的時候聲音比原來低。在實際振動測試中，測試的激光波長為 λc，測得的多普勒頻移 Δfc 與速度 v 成比例關系：
Δfc = 2 v/λc.
振動測量
檢測被測物表面反射回來的信號可以得到頻移, 從頻移可推導出振動速度 v(t), 同樣也可以得到振動位移 d(t) 和振動加速度 a(t)。以簡諧振動為例, 頻率為 f, 位移 d(t) = D sin(2πft), 則位移, 速度和加速度的幅值關系如下公式所示:
A = 2πfV = 4 π2 f2 D.
讀取外差
光強的變化與物體是否接近或遠離激光測振儀無關。通過外差來消除這種模棱兩可之處。參考光束的頻率偏移一個固定量 fb, 振動物體的反射光與參考光的干涉導致其諧波強度也隨固定頻率 fb 變化。被測物的運動會導致該載波信號 (∝ cos(2πfb)) 出現調制。被測物運動的方向決定了光強頻率是變大還是變小。
解調
被測物振動信號可通過解調光強獲得。在轉換成數字信號之后，信號處理器實時確定測量對象的位移和速度。解調(通常也稱為解碼)主要是針對速度或位移而言。
