專利名稱：光纖共振測微振動的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種測微振動的方法，特別是一種光纖共振測微振動的方法，屬于光電子測試類領(lǐng)域。
美國專利號5146776，“關(guān)于持續(xù)定量光纖測振儀振幅的方法”，它采用如下的測振方法兩根獨立的光纖軸心對準(zhǔn)，在兩光纖之間放置共振銅片，共振銅片與一光柵相連。外界振動引起共振銅片的共振，帶動光柵振動，接收光纖將接收到周期性波動圖象，即疏密間隔排列的波形圖，通過分析周期及波峰、波谷的情況，可以得到外界振動振幅的大小。但該專利技術(shù)存在明顯的缺陷，由于其使用的是光柵，其靈敏度不高，測不出10-5米級的振動，而且其接收設(shè)備過于復(fù)雜，使用不便，不利于計算機(jī)的分析記錄。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種光纖共振測微振動的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案和實施例具體如下(1)利用共振光纖探頭的石英光纖與微振動共振的原理放大微振動，將1×10-5米的微振動放大到1×10-2米，實現(xiàn)觀測紀(jì)錄的程度，光纖探頭附著在待測部件上，與待測部件發(fā)生共振，(2)共振光纖探頭中通光，這樣振動的光纖探頭有振動圖像，而光源使用中等功率的普通光源即可，由于一般光源含有金屬器件，故光源應(yīng)置于強電磁場之外，通過跳線與光纖探頭連接，(3)準(zhǔn)確接收振動圖像，共振光纖探頭的出射光會發(fā)散，記錄原振動信息的共振圖像經(jīng)過聚焦成像在傳像束上，由傳像束傳到遠(yuǎn)端，用數(shù)字?jǐn)z像拍攝，再輸入計算機(jī)進(jìn)行處理，(4)通過分析共振圖像，并結(jié)合共振光纖特性與微振動的關(guān)系，獲得原來微振動的振幅等信息。其基本工作原理是共振原理，在受迫振動過程中，始終有外加的策動力作用。通過策動力對振動系統(tǒng)做功，外界與系統(tǒng)相互交換能量。由于策動力是一種周期性外力，即其大小和方向都隨時間做周期性變化，所以在受迫振動的一個周期內(nèi)，只有當(dāng)策動力方向與振動物體運動方向(即速度方向)一致時，策動力對系統(tǒng)作正功，外界向系統(tǒng)提供能量；而與振動物體運動方向相反時，策動力對系統(tǒng)作負(fù)功，系統(tǒng)付出能量。當(dāng)策動力頻率與振動系統(tǒng)頻率相同或相近時，外界不斷向系統(tǒng)提供能量，從而使系統(tǒng)振幅越來越大，隨著系統(tǒng)振幅的增大，阻尼力也隨之增大。當(dāng)策動力提供的能量剛好被阻尼完全消耗時，系統(tǒng)振幅達(dá)到最大。
本方法測微振動的工作過程如下對于一個具體的微振動，例如電機(jī)中的定子振動，首先將光纖探頭附著在待測定子上，光纖探頭把微振動的振幅放大，并且由外部的光源供光；然后離探頭不遠(yuǎn)的小透鏡把探頭射出的光聚焦，聚焦點在一束通到電機(jī)內(nèi)部的傳像束上，傳像束把聚焦后的圖像傳到電機(jī)外，由CCD對著傳像束的另一端拍攝，然后通過圖像采集卡輸入計算機(jī)轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，最后通過程序讀出探頭的振幅，進(jìn)而分析得到原來微振動的振幅大小。
本發(fā)明具有實質(zhì)性特點和顯示著進(jìn)步，解決了電機(jī)等電磁敏感場合的振動測量問題，使電機(jī)機(jī)組的振動可以得到實時的監(jiān)控，從而免除了頻繁檢修的高額費用和振動過大的事故隱患。
權(quán)利要求
1.一種光纖共振測微振動的方法，其特征在于方法具體如下(1)利用共振光纖探頭的石英光纖與微振動共振的原理放大微振動，將1×10-5米的微振動放大到1×10-2米，實現(xiàn)觀測紀(jì)錄的程度，光纖探頭附著在待測部件上，與待測部件發(fā)生共振，(2)共振光纖探頭中通光，振動的光纖探頭有振動圖像，而光源使用中等功率的普通光源即可，(3)準(zhǔn)確接收振動圖像，共振光纖探頭的出射光會發(fā)散，記錄原振動信息的共振圖像經(jīng)過聚焦成像在傳像束上，由傳像束傳到遠(yuǎn)端，用數(shù)字?jǐn)z像拍攝，再輸入計算機(jī)進(jìn)行處理，(4)通過分析共振圖像，并結(jié)合共振光纖特性與微振動的關(guān)系，獲得原來微振動的振幅等信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種光纖共振測微振動的方法，其特征還在于光源應(yīng)置于強電磁場之外，通過跳線與光纖探頭連接。
全文摘要
光纖共振測微振動的方法具體如下:(1)放大微振動,將1×10
文檔編號G01H9/00GK1314586SQ0111271
公開日2001年9月26日 申請日期2001年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月26日
發(fā)明者殷宗敏, 周正利, 劉驚驚 申請人:上海交通大學(xué)