專利名稱：一種振動頻率測量裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及的是一種物理測量設備，尤其是一種用于測量物體振動 的振動頻率測量裝置。
技術(shù)背景
在現(xiàn)有技術(shù)中，公知的技術(shù)是由國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局授權(quán)公布的 02103972. 0號專利，該專利公開了一種"具有光導纖維檢測器的振動測量裝 置"的技術(shù)方案。這個方案所采用的工作原理是，光導纖維在受到外界振動 的作用時，光導纖維內(nèi)部的折射率梯度發(fā)生變化，導致光導纖維內(nèi)光束的反 射和衍射變化，造成通過光導纖維的光強發(fā)生變化，檢測該光強的變化就可 測量振動數(shù)據(jù)。利用這一原理，該方案采用將光導纖維纏繞在一個感應物上， 在光導纖維的入光端有激光射入，光導纖維的出光端有光敏二極管接收，經(jīng) 電流電壓變換和放大后輸出，而感應物則是放置在振動物體上，因此，該方 案是一種接觸式的測量方法，而接觸式測量存在的問題之一，是探測裝置要 固定在振動物體上，這對體積較小的物體就會改變其力學性質(zhì)，測得的振動 數(shù)據(jù)也就會失真，故該方案只適用于大型物體，而不適用于體積較小物體振 動的測量，這是現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種振動頻 率測量裝置的技術(shù)方案，該方案是一種非接觸式測量方法，利用物體振動時 散射光的變化來測量振動頻率，收集振動物體散射光的變化形成電脈沖的數(shù) 據(jù)流，獲得的數(shù)據(jù)流由計算機利用光子相關(guān)法進行運算，就可得出振動頻率 的有關(guān)數(shù)據(jù)。本方案是通過如下兩個技術(shù)方案來實現(xiàn)的
第一方案的振動頻率測量裝置，包括有光探測單元連接光傳送單元，光 傳送單元連接數(shù)據(jù)處理單元，本方案的特點是，所述的數(shù)據(jù)處理單元有光電 倍增管模塊通過電連接光電脈沖計數(shù)模塊，光電脈沖計數(shù)模塊通過電連接數(shù) 據(jù)處理計算機；所述的光傳送單元是光導纖維；所述的光探測單元是光探頭， 該光探頭就是光傳送單元光導纖維的入光端。本方案具體的特點還有，所述 的光探測單元還帶有安裝機構(gòu)。
第二方案的振動頻率測量裝置，包括有光探測單元連接光傳送單元，光 傳送單元連接數(shù)據(jù)處理單元，本方案的特點是，還有一個光照射單元，該光 照射單元連接光傳送單元，經(jīng)光傳送單元連接光探測單元；所述的數(shù)據(jù)處理 單元有光電倍增管模塊通過電連接光電脈沖計數(shù)模塊，光電脈沖計數(shù)模塊通 過電連接數(shù)據(jù)處理計算機；所述的光傳送單元有二條光導纖維， 一條與數(shù)據(jù) 處理單元連接， 一條與光照射單元連接；所述的光探測單元是光探頭，該光 探頭就是光傳送單元中與數(shù)據(jù)處理單元連接的光導纖維入光端和光傳送單元 中與光照射單元連接的光導纖維出光端。本方案具體的特點還有，所述的光 探測單元還帶有安裝機構(gòu)。所述的光照射單元是激光發(fā)生器連接光耦合器。
本方案的有益效果可根據(jù)對上述方案的敘述得知，由于該方案是利用物 體振動時散射光的變化來測量振動頻率，用光探測單元和光傳輸單元收集、 傳輸振動物體散射光的變化，用光電倍增管模塊和光電脈沖計數(shù)模塊將光的 變化轉(zhuǎn)換成電脈沖的數(shù)據(jù)流，獲得的數(shù)據(jù)流由計算機利用光子相關(guān)法進行運 算，就可得出振動頻率的有關(guān)數(shù)據(jù)。這種利用光子相關(guān)法在振動頻率測量上 的應用，是己知的光子相關(guān)法新的應用技術(shù)，光子相關(guān)法是計算機對輸入的 數(shù)據(jù)流進行自相關(guān)運算的方法，經(jīng)運算獲得的自相關(guān)數(shù)據(jù)再用傅立葉變換得 到所需結(jié)果，用光子相關(guān)法獲得的結(jié)果其分辨率和精度取決于采樣的時間閾 值和數(shù)據(jù)量，光子相關(guān)法用于振動頻率的測量其時間閾值可在微秒級，而測量振動頻率的范圍可由l赫茲到數(shù)兆赫茲，并能保存原始數(shù)據(jù)，為后續(xù)數(shù)據(jù)處 理提供了條件。本方案是利用物體振動時的散射光變化來對振動特性進行測 量，因此，對振動物體沒有特殊要求，不需要與振動物體有任何接觸，是一 種非接觸式的測量。由于是用散射光的變化來進行測量，因此，只要振動物 體具有散射光就可測量，不需要有特設的光源，如果能采用一定的光線照射， 測得的效果就更理想，故可將光傳送單元的光導纖維增加成二條， 一條與數(shù) 據(jù)處理單元連接， 一條與由激光發(fā)生器連接光耦合器組成的光照射單元連接， 由光探測單元發(fā)射激光照射振動物體，也由光探測單元接收物體振動產(chǎn)生的 激光散射光變化進行測量。再加散射光變化的輸送是采用光導纖維作為光傳 送單元，光探測單元的光探頭又是光導纖維的入光端，這種用光導纖維實現(xiàn) 信號采集和傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)，采樣操作十分簡單，只需將光探頭對準振動物體保 持兩者相對固定即可，并且采樣與數(shù)據(jù)處理之間可以長距離傳輸不受電磁干 擾，能實現(xiàn)在線檢測，又可對振動物進行同時多方位采樣，來實現(xiàn)二維測量。 本方案裝置的結(jié)構(gòu)又極為簡單，涉及的設備很少，便于移動和攜帶。由此可 見，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有實質(zhì)性特點和進步，其實施的有益效 果也是顯而易見的。 '

圖l為本實用新型第一方案具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本實用新型第二方案具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中，l為光探測單元，2為安裝機構(gòu)，3為光傳送單元，4為光電倍增管
模塊，5為數(shù)據(jù)處理單元，6為數(shù)據(jù)處理計算機，7為光脈沖計數(shù)模塊，8為光
耦合器，9為激光發(fā)生器，IO為光照射單元。
具體實施方式
為能清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過二個具體實施方式
，并結(jié)合 其附圖，對二方案進行闡述。通過附圖l可以看出，第一方案的振動頻率測量裝置有光探測單元l連接
光傳送單元3，光傳送單元3連接數(shù)據(jù)處理單元5，本方案所述的數(shù)據(jù)處理單元 5有光電倍增管模塊4通過電連接光電脈沖計數(shù)模塊7，光電脈沖計數(shù)模塊7通 過電連接數(shù)據(jù)處理計算機6;所述的光傳送單元3是光導纖維；所述的光探測 單元l是光探頭，該光探頭就是光傳送單元3光導纖維的入光端。在所述的光 探測單元1上還帶有安裝機構(gòu)2，用以固定安裝探頭。
通過附圖2可以看見，第二方案的振動頻率測量裝置有光探測單元l連接 光傳送單元3，光傳送單元3連接數(shù)據(jù)處理單元5，本方案還有一個由激光發(fā)生 器9連接光耦合器8組成的光照射單元10，該光照射單元10的光耦合器8連接光 傳送單元3，經(jīng)光傳送單元3連接光探測單元1。所述的數(shù)據(jù)處理單元5有光電 倍增管模塊4通過電連接光電脈沖計數(shù)模塊7，光電脈沖計數(shù)模塊7通過電連接 數(shù)據(jù)處理計算機6。所述的光傳送單元3有二條光導纖維， 一條與數(shù)據(jù)處理單 元5連接， 一條與光照射單元10連接。所述的光探測單元l是光探頭，該光探 頭就是光傳送單元3中與數(shù)據(jù)處理單元5連接的光導纖維入光端和光傳送單元 3中與光照射單元10連接的光導纖維出光端。所述的光探測單元l還帶有安裝 機構(gòu)2，用以固定安裝探頭。
權(quán)利要求1.一種振動頻率測量裝置，包括有光探測單元連接光傳送單元，光傳送單元連接數(shù)據(jù)處理單元，其特征是所述的數(shù)據(jù)處理單元有光電倍增管模塊通過電連接光電脈沖計數(shù)模塊，光電脈沖計數(shù)模塊通過電連接數(shù)據(jù)處理計算機；所述的光傳送單元是光導纖維；所述的光探測單元是光探頭，該光探頭就是光傳送單元光導纖維的入光端。
2. —種振動頻率測量裝置，包括有光探測單元連接光傳送單元，光傳送單元連接數(shù)據(jù)處理單元，其特征是還有一個光照射單元，該光照射單元連 接光傳送單元，經(jīng)光傳送單元連接光探測單元；所述的數(shù)據(jù)處理單元有光電 倍增管模塊通過電連接光電脈沖計數(shù)模塊，光電脈沖計數(shù)模塊通過電連接數(shù) 據(jù)處理計算機；所述的光傳送單元有二條光導纖維， 一條與數(shù)據(jù)處理單元連 接， 一條與光照射單元連接；所述的光探測單元是光探頭，該光探頭就是光 傳送單元中與數(shù)據(jù)處理單元連接的光導纖維入光端和光傳送單元中與光照射 單元連接的光導纖維出光端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的振動頻率測量裝置，其特征是所述的光探 測單元還帶有安裝機構(gòu)、
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的振動頻率測量裝置，其特征是所述的光照射單 元是激光發(fā)生器連接光耦合器。
專利摘要本實用新型提供了二種振動頻率測量裝置技術(shù)方案，第一方案有光探頭的光探測單元連接光導纖維的光傳送單元再連接數(shù)據(jù)處理單元，該數(shù)據(jù)處理單元有光電倍增管模塊通過電連接光電脈沖計數(shù)模塊，光電脈沖計數(shù)模塊通過電連接數(shù)據(jù)處理計算機；而光探頭就是光導纖維的入光端。第二方案還有一個由激光發(fā)生器連接光耦合器組成的光照射單元，該光照射單元連接光傳送單元，經(jīng)光傳送單元連接光探測單元；這個光傳送單元有二條光導纖維，一條與數(shù)據(jù)處理單元連接，一條與光照射單元連接；所述光探測單元的光探頭是光傳送單元中與數(shù)據(jù)處理單元連接的光導纖維入光端和光傳送單元中與光照射單元連接的光導纖維出光端。
文檔編號G01H9/00GK201373772SQ20092000789
公開日2009年12月30日 申請日期2009年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者婁本濁, 軍 張, 徐法升, 王少清, 金衛(wèi)東 申請人:濟南大學