專利名稱：一種高速振動(dòng)同步信號(hào)提取方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號(hào)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，涉及高速振動(dòng)同步信號(hào)提取方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在某些涉及周期性高速振動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)景中，需要對(duì)振動(dòng)物體的上下位置進(jìn)行測(cè)量并提取同步信號(hào)作為其他功能模塊的輸入信號(hào)。現(xiàn)有的檢測(cè)方法為在振動(dòng)物體的上下位置放置兩個(gè)金屬?gòu)椘?，通過(guò)碰撞來(lái)獲取同步信號(hào)。在對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的研究和實(shí)踐過(guò)程中，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)存在以下問(wèn)題在長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)碰撞以后，金屬?gòu)椘菀桩a(chǎn)生彈性疲勞而失效，所以需要經(jīng)常更換金屬?gòu)椘?，從而提高了檢測(cè)成本。而且，在某些高速振動(dòng)應(yīng)用場(chǎng)景中，振動(dòng)物體上下振動(dòng)的位移極小，如振動(dòng)臺(tái)以50HZ的頻率1毫米的振幅上下振動(dòng)，所以采用機(jī)械式的方法很難準(zhǔn)確的提取振動(dòng)的同步信號(hào)。因此，如何低成本且準(zhǔn)確的提取振動(dòng)的同步信號(hào)，成為目前最需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的設(shè)計(jì)目的在于，一種高速振動(dòng)同步信號(hào)提取方法及系統(tǒng)，以降低成本，提高提取同步信號(hào)的準(zhǔn)確度。本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的一種高速振動(dòng)同步信號(hào)提取方法，包括通過(guò)光接收器即時(shí)獲取激光機(jī)發(fā)送的且被振動(dòng)物體遮擋后的激光，再將獲取到的所述激光轉(zhuǎn)化成電信號(hào)；通過(guò)處理器將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)值信號(hào)；處理器對(duì)比前后得到數(shù)值信號(hào)，判斷振動(dòng)物體的振動(dòng)方向并得出振動(dòng)物體振動(dòng)上限和振動(dòng)下限的同步信號(hào)。一種高速振動(dòng)同步信號(hào)提取系統(tǒng)，包括激光機(jī)和光接收板，所述激光機(jī)和所述光接收板之間設(shè)置有需檢測(cè)的振動(dòng)物體，所述光接收板上設(shè)置有光接收器和與所述光接收器相連接的處理器；所述激光機(jī)，用于向所述光接收板的光接收器發(fā)送激光；所述光接收器，用于即時(shí)獲取所述激光機(jī)發(fā)送的且被所述振動(dòng)物體遮擋后的激光，并將獲取到的所述激光轉(zhuǎn)化成電信號(hào)；所述處理器，用于將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)值信號(hào)，并對(duì)比前后得到數(shù)值信號(hào)，判斷振動(dòng)物體的振動(dòng)方向并得出振動(dòng)物體振動(dòng)上限和振動(dòng)下限的同步信號(hào)。優(yōu)選地，在上述的高速振動(dòng)同步信號(hào)提取系統(tǒng)中，所述光接收板上設(shè)置有多個(gè)處于一字排列的光接收器，所述激光機(jī)具體為一字激光機(jī)；
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所述一字激光機(jī)發(fā)出的一字激光平面發(fā)送至多個(gè)光接收器上。優(yōu)選地，在上述的高速振動(dòng)同步信號(hào)提取系統(tǒng)中，所述振動(dòng)物體的平面與所述多個(gè)處于一字排列的光接收器所成的平面之間形成預(yù)設(shè)角度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)施例提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)在本發(fā)明提供的方案中，利用激光機(jī)將激光發(fā)送給光接收器，并且在激光機(jī)和光接收器的激光線路之間設(shè)置需要檢測(cè)的振動(dòng)物體。當(dāng)振動(dòng)物體振動(dòng)的時(shí)候，光接收器接收到的是被振動(dòng)物體遮擋后的激光，所以在振動(dòng)物體振動(dòng)的過(guò)程中，光接收器接收到的激光照射面積是不同的，所以光接收器會(huì)根據(jù)獲取到的激光照射面積的不同而產(chǎn)生不同的電信號(hào)，并將該電信號(hào)發(fā)送給處理器，處理器再將該電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)值信號(hào)，并計(jì)算出該振動(dòng)物體振動(dòng)上限和振動(dòng)下限的同步信號(hào)輸出給其他外部設(shè)備。因此，本發(fā)明提供的方案不需要通過(guò)機(jī)械碰撞的形式來(lái)獲取振動(dòng)物體的同步信號(hào)，而是通過(guò)激光轉(zhuǎn)化的形式來(lái)獲取，所以不需要經(jīng)常更換檢測(cè)器件，從而降低了檢測(cè)成本；而且，相對(duì)于機(jī)械碰撞的形式，即使在振動(dòng)物體的振動(dòng)幅度很微小的情況下，通過(guò)減小振動(dòng)物體平面與激光線平面的預(yù)設(shè)角度，而增加感受變化的激光的光接收器的數(shù)量，檢測(cè)各個(gè)光接收器的激光照射面積的變化，來(lái)準(zhǔn)確的獲取振動(dòng)物體的同步信號(hào)，因此本發(fā)明還可以適應(yīng)靈活適應(yīng)不同等級(jí)振動(dòng)幅度的應(yīng)用場(chǎng)合。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明所提供的一種高速振動(dòng)同步信號(hào)提取方法的流程圖；圖2為本發(fā)明所提供的一種高速振動(dòng)同步信號(hào)提取系統(tǒng)的模塊圖；圖3為本發(fā)明所提供的振動(dòng)上限各光接收器的受光示意圖；圖4為本發(fā)明所提供的振動(dòng)下限各光接收器的受光示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種高速振動(dòng)同步信號(hào)提取方法，包括通過(guò)光接收器即時(shí)獲取激光機(jī)發(fā)送的且被振動(dòng)物體遮擋后的激光，再將獲取到的所述激光轉(zhuǎn)化成電信號(hào)；通過(guò)處理器將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)值信號(hào)，并輸出該數(shù)值信號(hào)。由于上述高速振動(dòng)同步信號(hào)提取方法的具體實(shí)現(xiàn)存在多種方式，下面通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明請(qǐng)參見(jiàn)圖1所示，圖1所示為一種高速振動(dòng)同步信號(hào)提取方法，包括步驟Si、通過(guò)光接收器即時(shí)獲取激光機(jī)發(fā)送的且被振動(dòng)物體遮擋后的激光并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；步驟S2、通過(guò)處理器將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)值信號(hào)。步驟S3、處理器對(duì)比前后得到數(shù)值信號(hào)，判斷振動(dòng)物體的振動(dòng)方向并得出振動(dòng)物體振動(dòng)上限和振動(dòng)下限的同步信號(hào)。在圖1所示的實(shí)施例中，利用激光機(jī)將激光發(fā)送給光接收器，并且在激光機(jī)和光接收器的激光線路之間設(shè)置需要檢測(cè)的振動(dòng)物體。當(dāng)振動(dòng)物體振動(dòng)的時(shí)候，光接收器接收到的是被振動(dòng)物體遮擋后的激光，所以在振動(dòng)物體振動(dòng)的過(guò)程中，光接收器接收到的激光照射面積是不同的，所以光接收器會(huì)根據(jù)獲取到的激光照射面積的不同而產(chǎn)生不同的電信號(hào)，并將該電信號(hào)發(fā)送給處理器，處理器再將該電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)值信號(hào)，并將該數(shù)值信號(hào)作為該振動(dòng)物體的同步信號(hào)輸出給其他外部設(shè)備。通過(guò)圖1所示的實(shí)施例可以看出，本發(fā)明提供的方案不需要通過(guò)機(jī)械碰撞的形式來(lái)獲取振動(dòng)物體的同步信號(hào)，而是通過(guò)激光轉(zhuǎn)化的形式來(lái)獲取，所以不需要經(jīng)常更換檢測(cè)器件，從而降低了檢測(cè)成本；而且，相對(duì)于機(jī)械碰撞的形式，即使在振動(dòng)物體的振動(dòng)幅度很微小的情況下，激光檢測(cè)也可以通過(guò)激光照射面積的變化，來(lái)準(zhǔn)確的獲取振動(dòng)物體的同步信號(hào)。請(qǐng)參見(jiàn)圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種高速振動(dòng)同步信號(hào)提取系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于上述方法而設(shè)定的，該系統(tǒng)包括激光機(jī)5和光接收板1，所述激光機(jī)5和所述光接收板1之間設(shè)置有需檢測(cè)的振動(dòng)物體4，所述光接收板1上設(shè)置有光接收器2和與所述光接收器2相連接的處理器，處理器在圖中未示出；其中，所述激光機(jī)5，用于向所述光接收板1 的光接收器2發(fā)送激光3 ；所述光接收器2，用于即時(shí)獲取所述激光機(jī)5發(fā)送的且被所述振動(dòng)物體4遮擋后的激光3，并將獲取到的所述激光3轉(zhuǎn)化成電信號(hào)；所述處理器，用于將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)值信號(hào)，并輸出該數(shù)值信號(hào)。在圖2所示的實(shí)施例中，所述光接收板1上設(shè)置有多個(gè)處于一字排列的光接收器 2，所述激光機(jī)5具體為一字激光機(jī)5，且所述一字激光機(jī)5發(fā)出的一字激光平面3發(fā)送至多個(gè)光接收器2上。而且，所述振動(dòng)物體4的平面與所述多個(gè)處于一字排列的光接收器2所成的平面之間形成預(yù)設(shè)角度。本發(fā)明采用一個(gè)一字激光機(jī)5和多個(gè)光接收器2來(lái)測(cè)量振動(dòng)物體4的位置變化情況。一字激光機(jī)5射出的激光3形成一個(gè)平面，該平面與振動(dòng)平面形成一個(gè)大小可調(diào)的夾角。振動(dòng)物體4在激光機(jī)5和光接收器2之間來(lái)回振動(dòng)，在振動(dòng)范圍內(nèi)的各個(gè)位置，各光接收器2接收到光強(qiáng)轉(zhuǎn)化成的數(shù)據(jù)大小發(fā)生了變化。通過(guò)光強(qiáng)轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)可計(jì)算振動(dòng)物體4上下振動(dòng)的臨界位置并提取出上下振動(dòng)的同步信號(hào)。在圖2所示的實(shí)施例中，振動(dòng)物體4上下振動(dòng)，以其中一個(gè)光接收器2為例，它感受的光強(qiáng)隨著振動(dòng)物體4的位置改變而發(fā)生改變，從一個(gè)最大值到最小值發(fā)生周期性變化，選取最大值或者最小值的時(shí)間間隔，可以簡(jiǎn)單的計(jì)算振動(dòng)周期。各光接收器2形成一字排列，并與振動(dòng)平面形成一個(gè)可調(diào)大小的夾角，選取最大值和最小值變化比較顯著的光接收器2為參考。請(qǐng)參見(jiàn)圖3所示，振動(dòng)物體4到達(dá)振動(dòng)上限7時(shí)，各光接收器2的受光強(qiáng)度示意圖，其中字母a至k代表多個(gè)光接收器2 ；請(qǐng)參見(jiàn)圖4所示，振動(dòng)物體4到達(dá)振動(dòng)下限 6，各光接收器2受光強(qiáng)度示意圖，其中字母a至k代表多個(gè)光接收器2 ；可以發(fā)現(xiàn)中間的幾個(gè)光接收器2的受光強(qiáng)度變化顯著，顯然，參考中間的若干光接收器2的光強(qiáng)最大值和最小值便可以提取出同步信號(hào)。
下面通過(guò)詳細(xì)的實(shí)例進(jìn)行介紹對(duì)于振幅不確定的振動(dòng)，可以采用下面的實(shí)例一進(jìn)行提取同步信號(hào)。實(shí)例一的具體步驟步驟一初始化，各光接收器對(duì)應(yīng)光強(qiáng)度值存儲(chǔ)表賦值為0 ；步驟二 光接收板上的處理器讀取光接收器a_k等光強(qiáng)度值，按接收器編號(hào)順序保存各光強(qiáng)度值為第一行；步驟三間隔T個(gè)時(shí)間單位，讀取光接收器a_k等光強(qiáng)度值，按接收器編號(hào)順序保存各光強(qiáng)度值為第二行；步驟四對(duì)比第一行和第二行各光接收器光強(qiáng)度值大小，第二行數(shù)據(jù)比第一行數(shù)據(jù)增大，說(shuō)明振動(dòng)物體下行，相反第二行數(shù)據(jù)比第一行數(shù)據(jù)減小，說(shuō)明振動(dòng)物體上行，將第二行數(shù)據(jù)替換第一行，記錄振動(dòng)方向；步驟五間隔T個(gè)時(shí)間單位，讀取光接收器a_k等光強(qiáng)度值，按接收器編號(hào)順序保存各光強(qiáng)度值為第二行；步驟六對(duì)比第一行和第二行各光接收器光強(qiáng)度值大小，記錄振動(dòng)方向，若振動(dòng)方向發(fā)生改變，即可判定振動(dòng)到達(dá)了振動(dòng)上限或者振動(dòng)下限，即當(dāng)振動(dòng)方向由上行變成下行， 即振動(dòng)物體已到達(dá)了振動(dòng)上限，當(dāng)振動(dòng)方向由下行變成上行，即振動(dòng)物體已到達(dá)了振動(dòng)下限。對(duì)于振幅確定的振動(dòng)，可以采用下面的實(shí)例二進(jìn)行提取同步信號(hào)的最大值和最小值。實(shí)例二的具體步驟步驟一初始化，各光接收器對(duì)應(yīng)光強(qiáng)度值存儲(chǔ)表賦值為0 ；步驟二 光接收板上的處理器讀取光接收器a_k等光強(qiáng)度值，按接收器編號(hào)順序保存各光強(qiáng)度值為第一行；步驟三間隔T個(gè)時(shí)間單位，讀取光接收器a_k等光強(qiáng)度值，按接收器編號(hào)順序保存各光強(qiáng)度值為第二行，對(duì)比第一行和第二行各光接收器光強(qiáng)度值大小，第二行數(shù)據(jù)比第一行數(shù)據(jù)增大，說(shuō)明振動(dòng)物體下行，相反第二行數(shù)據(jù)比第一行數(shù)據(jù)減小，說(shuō)明振動(dòng)物體上行，將第二行數(shù)據(jù)替換第一行，記錄振動(dòng)方向；步驟四間隔T個(gè)時(shí)間單位，讀取光接收器a_k等光強(qiáng)度值，按接收器編號(hào)順序保存各光強(qiáng)度值為第二行，對(duì)比第一行和第二行各光接收器光強(qiáng)度值大小，記錄振動(dòng)方向，若振動(dòng)方向發(fā)生改變，即可判定振動(dòng)到達(dá)了振動(dòng)上限或者振動(dòng)下限，即當(dāng)振動(dòng)方向由上行變成下行，即振動(dòng)物體已到達(dá)了振動(dòng)上限，當(dāng)振動(dòng)方向由下行變成上行，即振動(dòng)物體已到達(dá)了振動(dòng)下限。當(dāng)振動(dòng)到達(dá)上限時(shí)保存第一行各光接收器的值為最小值，當(dāng)振動(dòng)到達(dá)下限時(shí)，保存第一行各光接收器的值為最大值。將第二行數(shù)據(jù)替換第一行。步驟五間隔T個(gè)時(shí)間單位，讀取光接收器a_k等光強(qiáng)度值，按接收器編號(hào)順序保存各光強(qiáng)度值為第二行，對(duì)比第一行和第二行各光接收器光強(qiáng)度值大小，記錄振動(dòng)方向，若振動(dòng)方向沒(méi)有發(fā)生改變，對(duì)比第二行中的值與已保存的最大值和最小值，到達(dá)最大值則判斷振動(dòng)到達(dá)下限，到達(dá)最小值則判斷振動(dòng)到達(dá)下限，若振動(dòng)方向發(fā)生改變，對(duì)比第一行的數(shù)據(jù)和已保存的最大值和最小值，如果第一行的最大值大于已保存的最大值，則用第一行的數(shù)據(jù)保存為最大值，給出到達(dá)振動(dòng)下限指令，如果第一行的數(shù)據(jù)小于最小值，則用第一行的數(shù)據(jù)保存為最小值，給出達(dá)到振動(dòng)上限指令。步驟六重復(fù)多次步驟四和五，可以得到更加精確的最大值和最小值。上述兩種實(shí)施例說(shuō)明，第二種實(shí)施例對(duì)于振幅固定的周期振動(dòng)，可以比較實(shí)時(shí)的給出振動(dòng)的上限和下限的同步信號(hào)，第一種給出的振動(dòng)上限和下限時(shí)間相對(duì)于振動(dòng)要延遲 T個(gè)時(shí)間單位以上，有一定的滯后性，但在振幅不確定的場(chǎng)合可以比較準(zhǔn)確的給出振動(dòng)的上限和下限同步信號(hào)。兩種實(shí)施例中的光接受數(shù)據(jù)對(duì)比方法，可以將每行光接收器數(shù)據(jù)取累加和進(jìn)行對(duì)比，也可以各個(gè)進(jìn)行對(duì)比。綜上所述，本發(fā)明采用光線平面與振動(dòng)平面形成一個(gè)可調(diào)的夾角，并采用多個(gè)光接收器件，通過(guò)調(diào)節(jié)所述夾角的大小而控制在振動(dòng)范圍內(nèi)光接受器件的個(gè)數(shù)，可有效的適應(yīng)不同振動(dòng)幅度的應(yīng)用場(chǎng)景。成本低，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，容易在現(xiàn)場(chǎng)安裝。需要說(shuō)明的是，圖1至圖4所示的實(shí)施例只是本發(fā)明所介紹的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在此基礎(chǔ)上，完全可以設(shè)計(jì)出更多的實(shí)施例，因此不在此處贅述。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種高速振動(dòng)同步信號(hào)提取方法，其特征在于，包括通過(guò)光接收器即時(shí)獲取激光機(jī)發(fā)送的且被振動(dòng)物體遮擋后的激光，再將獲取到的所述激光轉(zhuǎn)化成電信號(hào)；通過(guò)處理器將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)值信號(hào)；處理器對(duì)比前后得到數(shù)值信號(hào)，判斷振動(dòng)物體的振動(dòng)方向并得出振動(dòng)物體振動(dòng)上限和振動(dòng)下限的同步信號(hào)。
2.一種高速振動(dòng)同步信號(hào)提取系統(tǒng)，其特征在于，包括激光機(jī)和光接收板，所述激光機(jī)和所述光接收板之間設(shè)置有需檢測(cè)的振動(dòng)物體，所述光接收板上設(shè)置有光接收器和與所述光接收器相連接的處理器；所述激光機(jī)，用于向所述光接收板的光接收器發(fā)送激光；所述光接收器，用于即時(shí)獲取所述激光機(jī)發(fā)送的且被所述振動(dòng)物體遮擋后的激光，并將獲取到的所述激光轉(zhuǎn)化成電信號(hào)；所述處理器，用于將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)值信號(hào)，并對(duì)比前后得到數(shù)值信號(hào)，判斷振動(dòng)物體的振動(dòng)方向并得出振動(dòng)物體振動(dòng)上限和振動(dòng)下限的同步信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速振動(dòng)同步信號(hào)提取系統(tǒng)，其特征在于，所述光接收板上設(shè)置有多個(gè)處于一字排列的光接收器，所述激光機(jī)具體為一字激光機(jī)；所述一字激光機(jī)發(fā)出的一字激光平面發(fā)送至多個(gè)光接收器上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速振動(dòng)同步信號(hào)提取系統(tǒng)，其特征在于，所述振動(dòng)物體的平面與所述多個(gè)處于一字排列的光接收器所成的平面之間形成預(yù)設(shè)角度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高速振動(dòng)同步信號(hào)提取方法及系統(tǒng)，該方法包括通過(guò)光接收器即時(shí)獲取激光機(jī)發(fā)送的且被振動(dòng)物體遮擋后的激光，再將獲取到的所述激光轉(zhuǎn)化成電信號(hào)；通過(guò)處理器將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)值信號(hào)，并輸出該數(shù)值信號(hào)。本發(fā)明提供的方案不需要通過(guò)機(jī)械碰撞的形式來(lái)獲取振動(dòng)物體的同步信號(hào)，而是通過(guò)激光轉(zhuǎn)化的形式來(lái)獲取，所以不需要經(jīng)常更換檢測(cè)器件，從而降低了檢測(cè)成本；而且，相對(duì)于機(jī)械碰撞的形式，即使在振動(dòng)物體的振動(dòng)幅度很微小的情況下，激光檢測(cè)也可以通過(guò)激光照射面積的變化，來(lái)準(zhǔn)確的獲取振動(dòng)物體的同步信號(hào)。
文檔編號(hào)G01H9/00GK102538943SQ20111044622
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者鄭金發(fā) 申請(qǐng)人:廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司