一种紧凑型的激光测频仪制造技术

本发明专利技术公开了一种结构紧凑、成本低廉的激光测频仪及其测量方法，包括：外壳、半导体激光模组、光电探测器、聚焦透镜、频率解析模块、显示器和电源。所述半导体激光模组发射点状激光到被测物体的表面边缘，由于振动或转动产生的边缘位置变化导致光斑被有规律的遮挡，漫反射信号产生强弱变化，其变化速率即为物体振动频率。其中该装置对测频原理和结构做了最大的简化，同时保留了基本的激光测量频率的功能，大幅降低了成本，所有模块都整合在一个外壳内部，无需外接其他处理装置，相比于市面上现有的激光测振产品，该仪器的结构更加紧凑，便于携带、成本低廉、同时保留激光测频精度高、无需接触等优点。

Compact laser frequency measuring instrument

The invention discloses a laser with compact structure and low cost frequency measurement instrument and measuring method thereof, which comprises a shell, a semiconductor laser module, photoelectric detector, focusing lens, frequency analysis module, display and power supply. The semiconductor laser module emission dot laser to the surface edge of the measured object, due to changes in the edge position of vibration or rotation caused by regular spot occlusion, diffuse reflection signal intensity, the rate of change is the vibration frequency of the object. The device of frequency measurement principle and structure of the greatest simplification, while retaining the basic function of the laser frequency measurement, greatly reduces the cost, all the modules are integrated in a shell, no external other processing devices, compared to the existing laser vibration measurement products, the structure of the instrument compact, portable, low cost, while preserving the advantages of high precision, laser frequency measurement without contact.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机设备领域，尤其涉及一种基于激光振动频率功能的测量仪器。
技术介绍
激光测振即利用光学普遍的折射、反射效应，以传感器的激光束作为发射光源，对振动着的被测体进行非接触式的点测、线测（二维测量）或三维测量（轮廓测量），同时把收集的测量数据经过内置软件的一系列算法处理，得出被测体振动的相关参数的方法。目前激光测振主要有三种方法：1、激光干涉法利用激光的干涉特性,以激光的波长等参数为基础，对元件的振动进行测量的方法叫激光干涉测振法。在振动冲击计量测试中,我们经常碰到量值溯源的问题,在量值溯源与传递系统链表里,振动冲击计量基准可以溯源到基本量——长度和时间。振动和冲击校准设备采用这种量值复现方式进行传感器的校准时,称其为“绝对校准”。2、激光散斑法当激光光束投射到能散射光的粗斑表面(平均起伏大于光波波长数量级的表面)时,将会呈现出用普通光无法呈现的斑点状图样。其产生是由于激光的高相干性,当激光照射到物体粗糙表面时,面上的每一点都可视为一个子波源,它们的散射光相干叠加后在光场中用探测器或眼睛接收时,就能记录到一种杂乱无章的干涉图样——散斑。散斑计量学最基本的原理就是利用二次曝光技术测量物体表面的面内位移和由此引申的空间位移场、应变场的测试。3、激光三角法激光三角法是光电检测技术的一种,根据其激光投射形状的不同,分为光点投影式和光带投影式,分别表示其投影为单个激光光斑和一条激光光带。当投影为光带时,该光带又被称为片光或者更形象的称为光刀,其测量方法则被称为光切法。激光三角法具有非接触,不易损伤表面,材料适应性广,结构简单,测量距离大,测量点小,抗干扰性强,测量精度高并可用于实时在线快速测量等特点。虽然同为激光测振，本专利技术在原理上做了大胆简化，去除复杂的干涉、散斑等处理，仅仅保留光信号的强弱变化信息，利用成本低廉的光电传感器配合聚焦透镜，对漫反射的强弱变化信号进行收集并通过频率解析模块将电信号变化速率转化为被测物体的振动频率。
技术实现思路
本专利技术公开了一种结构紧凑、成本低廉的激光测频仪及其测量方法，可应用于测量有固定形状物体的振动，带叶片旋转物体的转速等，装置主要包括：外壳、半导体激光模组、光电探测器、聚焦透镜、频率解析模块、显示器和电源。所述半导体激光模组发射微小点状激光到待测物体的表面边缘，当物体振动或转动时，由于运动位移产生的边缘位置变化导致光斑有规律的被遮挡，漫反射信号产生强弱变化，其变化频率即为物体振动频率。其中该装置对测频原理和结构做了最大的简化，同时保留了基本的激光测量频率的功能，大幅降低了成本，所有模块都整合在一个外壳内部，无需外接其他处理装置，相比于市面上现有的激光测振产品，该仪器的结构更加紧凑，便于携带、成本低廉、同时保留激光测频精度高、无需接触等优点。【附图说明】图1为本紧凑型激光测频仪的俯视图；标注1为本紧凑型激光测频仪的外壳；标注2为本紧凑型激光测频仪的激光模组；标注3为本紧凑型激光测频仪的光电探测器；标注4为本紧凑型激光测频仪的聚焦透镜；标注5为本紧凑型激光测频仪的频率解析模块；标注6为本紧凑型激光测频仪的电源；标注7为本紧凑型激光测频仪的显示屏。【具体实施方式】下面结合附图及具体的实施方式对本专利技术做进一步的说明。如图1所示，本紧凑型激光测频仪主要包括：1外壳、2半导体激光模组、3光电探测器、4聚焦透镜、5频率解析模块、6电源和7显示器。本紧凑型激光测振仪工作时，所述2半导体激光模组会发射出微小点状激光束到待测物体的表面边缘，此时光斑恰好处于被遮挡的临界处，当物体开始振动或转动时，由于运动位移产生的边缘位置变化导致光斑有规律的被遮挡，漫反射信号将产生强弱变化，此信号强弱的变化及时物体振动频率或转动速率，此时4聚焦透镜会收集被反射回来的带有强弱变化信息的漫反射信号并将信号聚焦到3光电探测器的感光面上，3光电探测器通过光电效应将接收到的漫反射信号强弱的变化转化为电信号强弱的变化，此后通过导线将电信号传输给5频率解析模块，5频率解析模块将输入的变化的模拟电信号转化为带有振动频率信息的数字信号，5频率解析模块再将数字信号处理成频率、转速值并将其显示在7显示屏上，该激光测频仪的电源可由电池或外接电源提供。以上所述的具体实施方式，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施例而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结构紧凑的激光测频仪 ，包括外壳、半导体激光模组、光电探测器、聚焦透镜、频率解析模块、显示屏、电源，其特征在于，所述半导体激光模组、光电探测器和聚焦透镜位于同一水平面内，聚焦透镜镜面中心点与光电探测器接收面中心点在一条直线上，聚焦透镜镜面与光电探测器接收面成一定角度，半导体激光模组位于光电探测器和聚焦透镜的一侧，出光面与聚焦透镜平面平行，频率解析模块和显示屏位于半导体激光模组、光电探测器和聚焦透镜所在平面的正下方，电源位于频率解析模块的一侧。

【技术特征摘要】
1.一种结构紧凑的激光测频仪 ，包括外壳、半导体激光模组、光电探测器、聚焦透镜、频率解析模块、显示屏、电源，其特征在于，所述半导体激光模组、光电探测器和聚焦透镜位于同一水平面内，聚焦透镜镜面中心点与光电探测器接收面中心点在一条直线上，聚焦透镜镜面与光电探测器接收面成一定角度，半导体激光模组位于光电探测器和聚焦透镜的一侧，出光面与聚焦透镜平面平行，频率解析模块和显示屏位于半导体激光模组、光电探测器和聚焦透镜所在平面的正下方，电源位于频率解析模块的一侧。2.如权利要求1所述的结构紧凑的激光测频仪，其特征在于：所述的半导体激光模组包含至少一个激光光源，各光源可输出不同波长的激光。3.如权利要求1所述的结构紧凑的激光测频仪，其特征在于：所述半导体激光器模组发射出的激光光束的发散角较小且光斑的直径保持在1mm左右。4.如权利要求1所述的结构紧凑的激光测频仪，其特征在于：所述聚焦透镜位于光电探测器的正前方，其具有将物体反射回来的漫反射信号进行收...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭杭涛，吴俊俊，吴季，王昌运，陈伟，
申请(专利权)人：福建福晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35