本发明专利技术属于测试仪器技术领域，一种检测性能可调的激光振动测量装置。光纤激光器、光纤准直镜、平面反射镜、弹簧悬臂梁、质量块构组成惯性模块，线阵CCD构成激光振动测量系统。线阵CCD将由平面反射镜垂直动态位移引起的激光光斑位置变化，转换为二维光强信号。角度可调楔形模块是线阵CCD的支撑模块，通过调整楔形模块与水平方向的夹角可以改变激光光斑在线性CCD上的移动范围，可实现振动检测灵敏度、范围和分辨率的灵活调节，以满足不同测量要求。本发明专利技术可同时直观地测量振动强度和频率，且性能灵活可调能够保证检测装置满足不同测量要求；本发明专利技术结构简单，降低了系统复杂度，提升了可靠性和稳定性高，极具成本优势，能够实现简化操作和更好的用户体验。操作和更好的用户体验。操作和更好的用户体验。
【技术实现步骤摘要】
一种检测性能可调的激光振动测量装置
[0001]本专利技术属于测试仪器
，涉及一种检测性能可调的激光振动测量装置，实现基于光电测量技术的振动信息低成本检测，可用于分析和评估桥梁等基础设施的振动特性。
技术介绍
[0002]桥梁等基础设施的振动特性在一定程度上可反映设施结构损伤和设施健康状态，也直接关系到基础设施的抗震性、承载能力等。因此，利用振动检测系统对设施关键部位进行实时振动监测，可对其健康状态进行评估，从而提升设施的安全性。目前，基于光电测量技术的结构振动测量方法可用于结构特性分析，能够检测新建基础设施的质量及检查现有基础设施的健康状况，可为设施健康状态勘测提供了重要的分析数据。
[0003]目前，常用的振动测量光电系统的原理主要有激光干涉测振、激光多普勒测振等。基于激光的振动测量方法具有精度高、灵敏度高、非接触等特点，能满足特殊环境及远距离测量的检测要求(专利公开号：CN104236464A)；然而，基于激光干涉和激光多普勒原理的振动测量系统在信号处理和校正过程方面较为复杂。针对现有的振动测量光电系统存在的问题，本专利技术提出了一种简单的检测性能可调的激光振动测量装置。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种检测性能可调的激光振动测量装置。
[0005]本专利技术的技术方案：
[0006]一种检测性能可调的激光振动测量装置，其特征在于，所述的检测性能可调的激光振动测量装置包括电源1、光纤激光器2、光纤准直镜3、弹簧悬臂梁4、质量块5、平面反射镜6、线阵CCD7、角度可调楔形模块8和信号处理单元10，除电源1和信号处理单元10外，其余部分位于装置外壳9内；
[0007]所述的光纤激光器2是光纤耦合的激光二极管；光纤激光器2输出的光经光纤准直镜3准直、会聚后，以特定角度照射在安装于由弹簧悬臂梁4与质量块5构成的惯性模块之上的平面反射镜6上，经平面反射镜6反射后的光信号会被线阵CCD7探测到；
[0008]所述的线阵CCD7是用于实时传输光电变换信号的集成光电器件，将探测到的光强信号转换为模拟信号，经信号处理单元10进行实时信号解调；
[0009]所述的角度可调楔形模块8是一种倾角可调谐的线性CCD固定模块，它用于提供与水平方向可变的倾角，使得激光光斑在线性CCD7上的移动范围可调。
[0010]所述通过控制激光光斑在线性CCD7上的移动范围，不同的倾角对应不同的振动检测灵敏度、检测范围和分辨率，是实现振动检测性能的调节的关键。
[0011]所述弹簧悬臂梁4，通过选择不同结构参数的弹簧悬臂梁4，同样可以调整装置灵敏度、分辨率、测量范围等。
[0012]所述角度可调楔形模块8，可根据装置灵敏度、分辨率、测量范围等要求，调整角
度，以满足不同的应用需求。
[0013]所述的线阵CCD7和信号处理单元10，通过采集高速实时光信号，可以实现振动频率与强度的绝对探测。
[0014]所述的信号处理单元10，以USB方式或无线通信方式与移动终端设备连接，进行数据传输。
[0015]所述的信号处理单元10，可采用图像处理方法，使得振动测量结果更加直观。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0017]根据本专利技术，增设了角度可调楔形模块，将线阵CCD光电探测元件固定在角度可调楔形模块之上，通过改变角度可调楔形模块与水平方向的夹角，可以改变激光光斑在线性CCD上的移动范围，不同的夹角对应不同的振动检测灵敏度、检测范围和分辨率，实现振动检测性能的调节，可同时直观地测量振动强度和频率，且性能灵活可调能够保证检测装置满足不同测量要求；本专利技术振动测量装置结构简单，降低了系统复杂度，提升了可靠性和稳定性高，便于集成，极具成本优势，能够实现简化操作和更好的用户体验。
附图说明
[0018]图1为检测性能可调的激光振动测量装置示意图。
[0019]图2为振动检测原理。
[0020]图3为检测性能可调的激光振动测量装置实物图。
[0021]图中：1电源；2光纤激光器；3光纤准直镜；4弹簧悬臂梁；5质量块；6平面反射镜；7线阵CCD；8角度可调楔形模块；9装置外壳；10信号处理单元。
具体实施方式
[0022]以下结合技术方案和附图详细叙述本专利技术的具体实施方式，但不应以此限制本专利技术的保护范围。
[0023]参见图1、图3所示，一种检测性能可调的激光振动测量装置，包括电源1、光纤激光器2、光纤准直镜3、弹簧悬臂梁4、质量块5、平面反射镜6、线阵CCD 7、角度可调楔形模块8、装置外壳9和信号处理单元10，可实现检测灵敏度、分辨率、测量范围可调的激光振动测量。
[0024]所述的光纤激光器2，为光纤耦合的激光二极管；光纤激光器2输出光经光纤准直镜3准直、会聚后，以特定角度照射在安装于弹簧悬臂梁4之上的平面反射镜6上，经平面反射镜6反射后，光纤激光器2输出的光信号会被线阵CCD7探测到。
[0025]当加速度或者振动信号加载到装置外壳9时，平面反射镜6在弹簧悬臂梁4与质量块5构成的惯性模块作用下，会产生垂直方向的动态位移，这使得经平面反射镜6反射后的激光光斑在线阵CCD 7上的分布发生动态变化，并将动态变化的光强信号转换为模拟信号。
[0026]所述的线阵CCD 7，用于识别空间上光信号变化，根据CCD像元感光强度和变化频率即可捕捉光斑在线阵CCD 7上的快速移动，从而判定振动信号的频率和强度。
[0027]所述的角度可调楔形模块8，是线阵CCD 7的支撑模块，角度可调楔形模块8固定于装置外壳9上，其上表面与水平方向的夹角可以通过弹簧螺杆调节，通过调整这个夹角可以改变激光光斑在线性CCD 7上的移动范围，不同的角度对应不同的振动检测灵敏度、检测范围和分辨率，即可以实现振动检测性能的调节。
[0028]本专利技术所述的检测性能可调的激光振动测量装置，能够提供一种灵活、稳定、性能可调的振动测量方案，且极具成本优势。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种检测性能可调的激光振动测量装置，其特征在于，所述的检测性能可调的激光振动测量装置包括电源(1)、光纤激光器(2)、光纤准直镜(3)、弹簧悬臂梁(4)、质量块(5)、平面反射镜(6)、线阵CCD(7)、角度可调楔形模块(8)和信号处理单元(10)，除电源(1)和信号处理单元(10)外，其余部分位于装置外壳(9)内；所述的光纤激光器(2)是光纤耦合的激光二极管；光纤激光器(2)输出的光经光纤准直镜(3)准直、会聚后，以特定角度照射在安装于由弹簧悬臂梁(4)与质量块(5)构成的惯性模块之上的平面反射镜(6)上，经平面反射镜(6)反射后的光信号会被线阵CCD(7)探测到；所述的线阵CCD(7)是用于实时传输光电变换信号的集成光电器件，将探测到的光强信号转换为模拟信号，经信号处理单元(10)进行实时信号解调；所述的角度可调楔形模块(8)...
【专利技术属性】
技术研发人员：晏雯，毕振华，牛金海，
申请(专利权)人：大连民族大学，
类型：发明
国别省市：
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