【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及应变测量，特别涉及一种利用激光回馈效应设计的应变检测系统及方法，用于组织结构应变实时检测。
技术介绍
1、组织结构的应力应变特性是组织工程学的重要研究内容之一，也是衡量其机械、力学、材料特性的重要指标。应变测量也广泛应用于机械工程、桥梁建筑、组织结构等在工作状态的受力、变形等特性的分析与监测，通过测量应变后进行相应的计算，可以得到组织构件的拉应力、压应力、扭矩、弯矩等信息，为结构设计的校准和构件破坏的预测提供相应的数据。
2、在cn116697878a中，公开了一种动态高频rfid无线传感系统及动态应变检测方法，该方法需要在被测物体表面粘贴应变片，当测量目标的工作环境不能够很容易的在其表面进行额外处理，该方法就不能够使用，产生了局限性，做不到对非配合目标的非接触测量。
3、在cn116124213a中，公开了一种gil设备温度、应变特性光学检测系统，该系统利用光纤传感的光测法来测量应变，该方法也存在同样的问题，需要将lpg与fbg混和传感器安装在出线套管上、gil管体焊点处和gil管体法兰处等gil设备外部关键位置，同样也做不到对非配合目标的非接触测量。
4、在cn113513997a中，公开了一种光源、光路系统、单目采集系统、传感器及应变检测系统，该系统利用两路ccd相机和光源进行应变测量，能够做到对非配合目标的非接触测量，但此方法依赖于ccd相机的本身的性能，在测量精度、灵敏度和分辨率上有很大的局限性，对于一些精度要求很高的场合此方法就不适合用，除此之外，该方法的测量距离有限
5、因此，亟需一种能够对非配合目标进行远距离非接触测量的应变检测方法及系统。
技术实现思路
1、为了克服现有应变检测方法中不能远距离对非配合目标进行非接触测量的问题，提供一种拥有高精度、高灵敏度和高分辨率的基于激光回馈效应的组织结构应变检测方法及系统。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种基于激光回馈效应的组织结构应变检测方法，所述方法包括：
4、向第一偏转单元发射激光光束；
5、所述第一偏转单元移频所述激光光束形成第一激光，再沿第一光路、第二光路以及第三光路偏转所述第一激光，向第二偏转单元出射，分别形成第二激光、第三激光以及第四激光；
6、所述第二偏转单元分别移频所述第二激光、第三激光以及第四激光后，沿预设角度向待测物的目标点位偏转并出射，分别形成以所述预设角度入射的第五激光、第六激光以及第七激光；
7、所述待测物向谐振腔单元反射部分所述第五激光、第六激光以及第七激光，形成第八激光；
8、所述第八激光用于获取待测物体的位移信息；
9、所述谐振腔单元解调所述第八激光获取相位信息；
10、结合所述相位信息、位移信息以及预设角度对所述目标点位进行应变计算；
11、其中，所述第一偏转单元包括一个声光调制器，所述第二偏转单元包括三个声光调制器，四个声光调制器构成正四面体结构，所述第一光路、第二光路以及第三光路分别垂直入射所述第二偏转单元中的声光调制器。
12、根据一种具体的实施方式，上述检测方法中，所述相位信息通过分别解调所述第五激光、第六激光以及第七激光的移频量和所述第一激光的移频量之间的差值，获取所述第五激光、第六激光以及第七激光的相位。
13、根据一种具体的实施方式，上述检测方法中，所述应变计算具体包括：
14、根据所述相位信息对获取二维位移，关系式如下：
15、
16、其中，δii为第i束激光的强度调制，is为激光输出功率，ki为第i束激光的反馈强度系数，g为放大系数，φi为第i束激光的固定相位，φi为第i束激光的外腔长度相关相位；
17、通过选择不同的任一两束所述第五激光、第六激光以及第七激光所在平面，并重复投影所述第八激光，利用多普勒移频公式获取三维位移，关系式如下：
18、
19、
20、
21、其中，所述λ为常数，φ1、φ2、φ3为回馈信号的相位变化，θ、θ'为所述平面内投影激光间的夹角，θ2为所述第八激光与所述平面的夹角。
22、第二方面，本专利技术提供了一种应变检测系统，所述系统包括：
23、激光发射单元，用于向第一偏转单元发射激光光束；
24、第一偏转单元，用于移频所述激光光束形成第一激光，再沿第一光路、第二光路以及第三光路偏转所述第一激光，向第二偏转模块出射，分别形成第二激光、第三激光以及第四激光；
25、第二偏转单元，用于分别移频所述第二激光、第三激光以及第四激光后，沿预设角度向待测物的目标点位偏转并出射，分别形成以所述预设角度入射的第五激光、第六激光以及第七激光；所述待测物向谐振腔单元反射部分所述第五激光、第六激光以及第七激光，形成第八激光，所述第八激光用于获取待测物体的位移信息；
26、谐振腔单元：用于解调所述第八激光获取相位信息；
27、计算单元，用于结合所述相位信息、位移信息和预设角度对所述目标点位进行应变计算；
28、其中，所述第一偏转单元包括一个声光调制器，所述第二偏转单元包括三个声光调制器，四个声光调制器构成正四面体结构，所述第一光路、第二光路以及第三光路分别垂直入射所述第二偏转单元中的声光调制器。
29、根据一种具体的实施方式，上述检测系统中，所述谐振腔单元通过分别解调所述第五激光、第六激光以及第七激光的移频量和所述第一激光的移频量之间的差值，获取所述第五激光、第六激光以及第七激光的相位。
30、根据一种具体的实施方式，上述检测系统中，所述应变计算具体包括：
31、根据所述相位信息对获取二维位移，关系式如下：
32、
33、其中，δii为第i束激光的强度调制，is为激光输出功率，ki为第i束激光的反馈强度系数，g为放大系数，φi为第i束激光的固定相位，φi为第i束激光的外腔长度相关相位；
34、通过选择不同的任一两束所述第五激光、第六激光以及第七激光所在平面，并重复投影所述第八激光，利用多普勒移频公式获取三维位移，关系式如下：
35、
36、
37、
38、其中，所述λ为常数，φ1、φ2、φ3为回馈信号的相位变化，θ、θ'为所述平面内投影激光间的夹角，θ2为所述第八激光与所述平面的夹角。
39、根据一种具体的实施方式，上述检测系统中，所述第一偏转单元还用于将所述激光光束反射部分至光电探测单元形成电信号。
40、根据一种具体的实施方式，上述检测系统中，所述第一偏转单元还包括分光镜以及反光镜。
41、根据一种具体的实施方式，上述检测系统中，所述第二偏转单元还包括反光镜。
42、根据一种具体的实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于激光回馈效应的组织结构应变检测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于激光回馈效应的组织结构应变检测方法，其特征在于，所述相位信息通过分别解调所述第五激光、第六激光以及第七激光的移频量和所述第一激光的移频量之间的差值，获取所述第五激光、第六激光以及第七激光的相位。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种基于激光回馈效应的组织结构应变检测方法，其特征在于，所述应变计算具体包括：
4.一种应变检测系统，其特征在于，所述系统包括：
5.根据权利要求4所述的一种应变检测系统，其特征在于，所述谐振腔单元通过分别解调所述第五激光、第六激光以及第七激光的移频量和所述第一激光的移频量之间的差值，获取所述第五激光、第六激光以及第七激光的相位。
6.根据权利要求4-5任一项所述的一种应变检测系统，其特征在于，所述应变计算具体包括：根据所述相位信息对获取二维位移，关系式如下：
7.根据权利要求4所述的一种应变检测系统，其特征在于，所述第一偏转单元(102)还用于将所述激光光束反射部分至光电探测
8.根据权利要求4所述的一种应变检测系统，其特征在于，所述第一偏转单元(102)还包括分光镜以及反光镜。
9.根据权利要求4所述的一种应变检测系统，其特征在于，所述第二偏转单元(103)还包括反光镜。
10.根据权利要求4所述的一种应变检测系统，其特征在于，所述激光发射单元采用固体微片激光器。
...【技术特征摘要】
1.一种基于激光回馈效应的组织结构应变检测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于激光回馈效应的组织结构应变检测方法，其特征在于，所述相位信息通过分别解调所述第五激光、第六激光以及第七激光的移频量和所述第一激光的移频量之间的差值，获取所述第五激光、第六激光以及第七激光的相位。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种基于激光回馈效应的组织结构应变检测方法，其特征在于，所述应变计算具体包括：
4.一种应变检测系统，其特征在于，所述系统包括：
5.根据权利要求4所述的一种应变检测系统，其特征在于，所述谐振腔单元通过分别解调所述第五激光、第六激光以及第七激光的移频量和所述第一激光的移频量之间的差值，...
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