ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Известны оптические измерительные устройства, состоящие из лазера, оптической системы и фотоприемника, с помощью которых можно измерять параметры вибраций, такие как амплитуда и период движения объекта [i]. Однако использование данных устройств не позволяет определять закон движения вибрирующей поверхности. Целью изобретения является расширение возможностей бесконтактных методов исследования вибрирующей поверхности на основе использования лазерного доплеровского виброметра (ЛДВ) введением оптического фазовращателя и блока управления для оценки закона движения поверхности. Это достигается за счет управления начальной фазой сигнала ЛДВ путем использования оптического фазовращателя, позволяющего вносить дополнительный фазовый сдвиг в один из каналов виброметра.

Лазерный доплеровский виброметр представляет собой лазерный прибор для бесконтактного измерения параметров вибраций твердых тел. Принцип действия ЛДВ заключается в детектировании сдвига частоты в излучении, рассеянном поверхностью вибрирующего объекта. Метод основан на нахождении корней сигнала ЛДВ при периодическом движении объекта с пошаговым изменением фазы колебаний.

Измеритель работает следующим образом. Излучение лазера 1 (см. рисунок) светоделительным зеркалом 2 расщепляется на два пучка, после чего отклоненный пучок поворачивается зеркалом 3 строго параллельно пучку, прошедшему светоделительное зеркало. Далее с помощью линзы 4 оба пучка фокусируются на поверхности исследуемого движущегося объекта 5 под углами q/2. Рассеянное поверхностью объекта излучение фокусируется линзами 4, 6 на фотоприемник 7. Электрический сигнал фотоприемника усиливается усилителем 8 и проходит через фильтр верхних частот 9. Для возможности изменения фазы сигнала на выходе ЛДВ на пути одного из его лучей ставится оптический фазовращатель 10, управляемый через БУ 13. В качестве оптического фазовращателя может быть использован электрооптический модулятор МЛ-102, действие которого основано на эффекте Поккельса. Сигнал ЛДВ оцифровывается с шагом dt аналого-цифровым преобразователем 11 и считывается в ПЭВМ 12, где фиксируются моменты положительного перехода через нуль выходного сигнала виброметра. Блок управления 13 вырабатывает электрический сигнал, изменяющий фазу ФВ 10 на величину dj через каждый период вибраций. Вновь фиксируются моменты положительного перехода через нуль сигнала ЛДВ. Эта процедура повторяется до тех пор, пока фаза сигнала не изменится на 2 p относительно первоначальной. Затем производится пошаговый расчет значений z(t) в пределах каждого интервала между соседними пересечениями нулевого уровня по формуле.