一种激光振动测量系统技术方案

本发明专利技术涉及一种激光振动测量系统，包括：激光单元(1)；聚焦成像单元(2)，所述聚焦成像单元(2)与所述激光单元(1)相连接；调焦单元(3)，所述调焦单元(3)与所述聚焦成像单元(2)相连接；控制单元(4)，所述控制单元(4)分别与所述聚焦成像单元(2)和所述调焦单元(3)相连接。本发明专利技术的测量系统能够自动化完成对物体进行识别和振动测量，减少了人工的操作过程。同时由于采用激光进行振动测量，整个过程中不需要人工调焦、识别等过程，从而避免了对操作人员的伤害，提高了整个测量系统的安全性。本发明专利技术的测量系统实现了激光振动测量时激光聚焦与图像采集的共轴同步，提高了整个测量系统的测量精度和测量效率。

【技术实现步骤摘要】
一种激光振动测量系统
本专利技术涉及一种振动测量系统，尤其涉及一种激光振动测量系统。
技术介绍
随着产业、技术的不断升级和发展，振动测量的应用越来越广，对激光测振仪的要求也呈现多样化的趋势，其中激光测振设备的自动化与智能化成为其中的一个重要发展方向。这要求激光测振设备能够自动聚焦的同时也应具备目标识别功能，方便测试人员远程控制或通过机器人自动控制激光测振设备对感兴趣目标进行锁定并提取其振动信息。目前常见的方法是在平行于激光测振设备光轴方向上加装图像采集装置，但这种方案中成像模块的光轴与激光光轴之间存在一定间隔，导致只适用远距离测量，且每次使用时需要做距离矫正，否则容易导致测量误差。同时，成像模块与激光测振模块对感兴趣目标的对焦并不同步，很难快速找到和定位目标。例如，申请公布号为CN103427877B，名称为“用于以干涉测量方式对物体进行振动测量的设备和方法”的专利技术专利公开了一种方案。其中，用于以干涉测量方式对物体进行振动测量的设备，包括射束源、第一分束器、检测器以及调焦装置，其中，所述设备使得由物体至少部分反射的测量射束与基准射束在检测器的检测面上叠加，而调焦装置布置在测量射束的射束路径中用以使测量射束聚焦到物体的测量点上，重要的是，该设备能产生波长大于1100nm的测量射束，设备还包括像单元用于对物体的围绕测量点的至少一个局部区域进行平面成像，其中，调焦装置在像单元与物体之间的射束路径中，测量射束的焦点大致位于像单元的焦平面内，借助调焦装置能使测量射束的焦点和像单元的焦平面同步移动。由于本方案中采用的射束源发出的测量射束为不可见光，导致需要通过望远镜选定目标检测区域，从而使测量射束照射区域与选定的目标区域出现偏差，并且测量射束为不可见的进一步导致不能准确获取测量射束在目标区域的聚焦位置，只能通过间接测量的方式获取，由此可知本方案的测量设备的准确性难以保证。在本方案中，调焦装置为手动装置，测量射束为不可见光，因此，调焦过程中难以保证测量射束在目标区域达到最佳的聚焦效果，进一步降低了本测量设备的测量精度和测量效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种激光振动测量系统，解决测量结果精度低、无法自动聚焦的问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种激光振动测量系统，包括：激光单元；聚焦成像单元，所述聚焦成像单元与所述激光单元相连接；调焦单元，所述调焦单元与所述聚焦成像单元相连接；控制单元，所述控制单元分别与所述聚焦成像单元和所述调焦单元相连接。根据本专利技术的一个方面，所述调焦单元包括：调焦控制器，所述调焦控制器与所述控制单元相连接；驱动装置，所述驱动装置分别与所述调焦控制器和所述聚焦成像单元相连接。根据本专利技术的一个方面，所述调焦单元还包括：第一限位开关和第二限位开关；所述第一限位开关和所述第二限位开关分别与所述调焦控制器相连接；所述第一限位开关和所述第二限位开关间隔设置，并且所述驱动装置驱动调焦机构在所述第一限位开关和所述第二限位开关之间往复移动。根据本专利技术的一个方面，所述调焦控制器包括：位移控制器，用于控制所述驱动装置驱动所述调焦机构的位移；第一A/D转换器，所述第一A/D转换器分别与所述控制单元和所述位移控制器相连接。根据本专利技术的一个方面，所述第一限位开关和所述第二限位开关分别为光电传感器。根据本专利技术的一个方面，所述聚焦成像单元包括：聚焦子单元，所述聚焦子单元与所述激光单元相连接；图像传感器，所述图像传感器与所述控制单元相连接，并通过所述聚焦子单元摄取图像。根据本专利技术的一个方面，所述聚焦子单元包括：后透镜、第一反射镜、第一分光镜、前透镜组、第一波片；所述后透镜、所述第一反射镜、所述第一分光镜、所述前透镜组、所述第一波片依次设置构成第一光路。根据本专利技术的一个方面，所述图像传感器通过所述第一分光镜、所述前透镜组、所述第一波片摄取图像。根据本专利技术的一个方面，所述前透镜组与所述调焦机构相连接；所述驱动装置驱动所述调焦机构使所述前透镜组在所述第一分光镜和第一波片之间往复移动。根据本专利技术的一个方面，所述第一波片为四分之一波片。根据本专利技术的一个方面，所述后透镜为单透镜。根据本专利技术的一个方面，所述后透镜为非球面单透镜。根据本专利技术的一个方面，所述第一反射镜为直角反射棱镜；所述第一分光镜为单波长高反射镜。根据本专利技术的一个方面，所述激光单元包括：激光发生器，第二光路子单元，所述第二光路子单元分别与所述激光发生器和所述聚焦成像单元相连接；第三光路子单元，所述第三光路子单元与所述第二光路子单元相连接。根据本专利技术的一个方面，所述第二光路子单元和所述第三光路子单元中分别采用全保偏光路。根据本专利技术的一个方面，所述第二光路子单元包括：第二反射镜、第二分光镜、移频器和第三分光镜；所述第二反射镜、所述第二分光镜、所述移频器和所述第三分光镜依次构成第二光路。根据本专利技术的一个方面，通过所述第三分光镜与所述后透镜将所述第二光路与所述第一光路相连通。根据本专利技术的一个方面，所述第三光路子单元包括：第三反射镜、第二波片、第四分光镜和第四反射镜；所述第三反射镜、所述第二波片、所述第四分光镜和所述第四反射镜依次设置构成第三光路。根据本专利技术的一个方面，通过所述第三反射镜与所述第二分光镜，以及所述第四分光镜与所述第三分光镜使所述第二光路与所述第三光路相连通。根据本专利技术的一个方面，所述第二反射镜、所述第三反射镜和所述第四反射镜分别为直角反射棱镜；所述第二分光镜和所述第三分光镜分别为偏振分光棱镜；所述第四分光镜为消偏振分光棱镜；所述移频器为声光移频器。根据本专利技术的一个方面，所述第二波片为二分之一波片。根据本专利技术的一个方面，所述激光发生器为氦氖激光发生器或者偏振输出单频窄线宽半导体激光发生器。根据本专利技术的一个方面，所述控制单元包括：光电转换子单元，所述光电转换子单元分别与所述激光单元和所述调焦单元相连接；信号传输子单元，所述信号传输子单元与所述光电转换子单元相连接；处理子单元，所述处理子单元分别与所述信号传输子单元、所述聚焦成像单元和所述调焦单元相连接。根据本专利技术的一个方面，所述光电转换子单元包括：光电探测器，用于接收所述第四分光镜和所述第四反射镜传输的光，并转换为电信号；信号处理器，用于对所述电信号进行处理，并将处理后的所述电信号传输至所述信号传输子单元和所述调焦单元。根据本专利技术的一个方面，所述信号传输子单元包括：第二A/D转换器，所述第二A/D转换器与所述信号处理器相连接；数字解码器，所述数字解码器分别与所述处理子单元和所述第二A/D转换器相连接。根据本专利技术的一个方面，所述处理子单元包括：振动分析装置，所述振动分析装置分别与所述聚焦成像单元和所述数字解码器相连接；触发器，所述触发器与所述调焦单元相连接。根据本专利技术的一个方面，所述光电探测器为平衡光电探测器。根据本专利技术的一种方案，本专利技术的测量系统能够自动化完成对物体进行识别和振动测量，减少了人工的操作过程。同时由于采用激光进行振动测量，整个过程中不需要人工调焦、识别等过程，从而避免了对操作人员的伤害，提高了整个测量系统的安全性。本专利技术的测量系统实现了激光振动测量时激光聚焦与图像采集的共轴同步，提高了整个测量系统的测量精度和测量效率。根据本专利技术的一种方案，本专利技术的测量系统通过设置多个反射镜(如第一反射镜、第二反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光振动测量系统，其特征在于，包括：激光单元(1)；聚焦成像单元(2)，所述聚焦成像单元(2)与所述激光单元(1)相连接；调焦单元(3)，所述调焦单元(3)与所述聚焦成像单元(2)相连接；控制单元(4)，所述控制单元(4)分别与所述聚焦成像单元(2)和所述调焦单元(3)相连接。

【技术特征摘要】
1.一种激光振动测量系统，其特征在于，包括：激光单元(1)；聚焦成像单元(2)，所述聚焦成像单元(2)与所述激光单元(1)相连接；调焦单元(3)，所述调焦单元(3)与所述聚焦成像单元(2)相连接；控制单元(4)，所述控制单元(4)分别与所述聚焦成像单元(2)和所述调焦单元(3)相连接。2.根据权利要求1所述的激光振动测量系统，其特征在于，所述调焦单元(3)包括：调焦控制器(31)，所述调焦控制器(31)与所述控制单元(4)相连接；驱动装置(32)，所述驱动装置(32)分别与所述调焦控制器(31)和所述聚焦成像单元(2)相连接。3.根据权利要求2所述的激光振动测量系统，其特征在于，所述调焦单元(3)还包括：第一限位开关(33)和第二限位开关(34)；所述第一限位开关(33)和所述第二限位开关(34)分别与所述调焦控制器(31)相连接；所述第一限位开关(33)和所述第二限位开关(34)间隔设置，并且所述驱动装置(32)驱动调焦机构(321)在所述第一限位开关(33)和所述第二限位开关(34)之间往复移动。4.根据权利要求3所述的激光振动测量系统，其特征在于，所述调焦控制器(31)包括：位移控制器(311)，用于控制所述驱动装置(32)驱动所述调焦机构(321)的位移；第一A/D转换器(312)，所述第一A/D转换器(312)分别与所述控制单元(4)和所述位移控制器(311)相连接。5.根据权利要求3所述的激光振动测量系统，其特征在于，所述第一限位开关(33)和所述第二限位开关(34)分别为光电传感器。6.根据权利要求3所述的激光振动测量系统，其特征在于，所述聚焦成像单元(2)包括：聚焦子单元(21)，所述聚焦子单元(21)与所述激光单元(1)相连接；图像传感器(22)，所述图像传感器(22)与所述控制单元(4)相连接，并通过所述聚焦子单元(21)摄取图像。7.根据权利要求6所述的激光振动测量系统，其特征在于，所述聚焦子单元(21)包括：后透镜(211)、第一反射镜(212)、第一分光镜(213)、前透镜组(214)、第一波片(215)；所述后透镜(211)、所述第一反射镜(212)、所述第一分光镜(213)、所述前透镜组(214)、所述第一波片(215)依次设置构成第一光路。8.根据权利要求7所述的激光振动测量系统，其特征在于，所述图像传感器(22)通过所述第一分光镜(213)、所述前透镜组(214)、所述第一波片(215)摄取图像。9.根据权利要求8所述的激光振动测量系统，其特征在于，所述前透镜组(214)与所述调焦机构(321)相连接；所述驱动装置(32)驱动所述调焦机构(321)使所述前透镜组(214)在所述第一分光镜(213)和第一波片(215)之间往复移动。10.根据权利要求7至9任一所述的激光振动测量系统，其特征在于，所述第一波片(215)为四分之一波片。11.根据权利要求10所述的激光振动测量系统，其特征在于，所述后透镜(211)为单透镜。12.根据权利要求11所述的激光振动测量系统，其特征在于，所述后透镜(211)为非球面单透镜。13.根据权利要求12所述的激光振动测量系统，其特征在于，所述第一反射镜(212)为直角反射棱镜；所述第一分光镜(213)为单波长高反射镜。14.根据权利要求7所述的激光振动测量系统，其特征在于，所述激光单元(1)包括：激光发生器(10)，第二光路子单元(11)，所述第二光路子单元(11)分别与所述激光发生器(10)和所述聚焦成像单元(2)相连接；第三光路子单元(12)，所述第三光路子单元(12)与所述第二光路子单元(...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兴，严旭，陈华钧，刘红魏，宋耀东，宋云峰，
申请(专利权)人：宁波舜宇智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33