[发明专利]一种测量振动频率的方法及振动频率测量装置

说明书

技术领域：

本发明涉及的是一种测量方法，尤其是一种测量振动频率的方法。

背景技术：

在现有技术中，公知的技术是由国家知识产权局专利局授权公布的02103972.0号专利，该专利公开了一种“具有光导纤维检测器的振动测量装置”的技术方案。这个方案所采用的工作原理是，光导纤维在受到外界振动的作用时，光导纤维内部的折射率梯度发生变化，导致光导纤维内光束的反射和衍射变化，造成通过光导纤维的光强发生变化，检测该光强的变化就可测量振动数据。利用这一原理，该方案采用将光导纤维缠绕在一个感应物上，在光导纤维的入光端有激光射入，光导纤维的出光端有光敏二极管接收，经电流电压变换和放大后输出，而感应物则是放置在振动物体上，因此，该方案是一种接触式的测量方法，而接触式测量存在的问题之一，是探测装置要固定在振动物体上，这对体积较小的物体就会改变其力学性质，测得的振动数据也就会失真，故该方案只适用于大型物体，而不适用于体积较小物体振动的测量，这是现有技术所存在的不足之处。

发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种测量振动频率的方法的技术方案，该方案是一种非接触式测量方法，利用物体振动时散射光的变化来测量振动频率，收集振动物体散射光的变化形成电脉冲的数据流，获得的数据流由计算机利用光子相关法进行运算，就可得出振动频率的有关数据。

本方案是通过如下技术措施来实现的：

测量振动频率的方法的特点是，将物体振动时散射光的变化通过光导纤维传送给光子计数专用的光电倍增管，光电倍增管将光信号转换成电信号输送给光电脉冲计数器，光电脉冲计数器输出的数据送给数据处理计算机，数据处理计算机利用光子相关法对数据进行处理后，再经傅里叶变换，给出振动频率分布的功率谱图像和数据。

本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于该方案是利用物体振动时散射光的变化来测量振动频率，用光探测单元和光传输单元收集、传输振动物体散射光的变化，用光电倍增管模块和光电脉冲计数模块将光的变化转换成电脉冲的数据流，获得的数据流由计算机利用光子相关法进行运算，就可得出振动频率的有关数据。这种利用光子相关法在振动频率测量上的应用，是已知的光子相关法新的应用技术，光子相关法是计算机对输入的数据流进行自相关运算的方法，经运算获得的自相关数据再用傅立叶变换得到所需结果，用光子相关法获得的结果其分辨率和精度取决于采样的时间阈值和数据量，光子相关法用于振动频率的测量其时间阈值可在微秒级，而测量振动频率的范围可由1赫兹到数兆赫兹，并能保存原始数据，为后续数据处理提供了条件。本方案是利用物体振动时的散射光变化来对振动特性进行测量，因此，对振动物体没有特殊要求，不需要与振动物体有任何接触，是一种非接触式的测量。由于是用散射光的变化来进行测量，因此，只要振动物体具有散射光就可测量，不需要有特设的光源，如果能采用一定的光线照射，比如用激光照射，测得的效果就更理想。再加散射光变化的输送是采用光导纤维作为光传送单元，光探测单元的光探头又是光导纤维的入光端，这种用光导纤维实现信号采集和传输的结构，采样操作十分简单，只需将光探头对准振动物体保持两者相对固定即可，并且采样与数据处理之间可以长距离传输不受电磁干扰，能实现在线检测，又可对振动物进行同时多方位采样，来实现二维测量。本方案装置的结构又极为简单，涉及的设备很少，便于移动和携带。由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明：

图1为本发明方法具体实施时的结构示意图。

图中，1为光探测单元，2为安装机构，3为光传送单元，4为光电倍增管模块，5为数据处理单元，6为数据处理计算机，7为光脉冲计数模块。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。

本方案的测量振动的方法的特点是，将物体振动时散射光的变化通过光导纤维传送给光子计数专用的光电倍增管，光电倍增管将光信号转换成电信号输送给光电脉冲计数器，光电脉冲计数器输出的数据输送给数据处理计算机，数据处理计算机利用光子相关法对数据进行处理后，再经傅里叶变换，给出振动频率分布的功率谱图像和数据。

通过附图可以看出，本方案的振动频率测量有光探测单元1连接光传送单元3，光传送单元3连接数据处理单元5，本方案所述的数据处理单元5有光电倍增管模块4通过电连接光电脉冲计数模块7，光电脉冲计数模块7通过电连接数据处理计算机6；所述的光传送单元3是光导纤维；所述的光探测单元1是光探头，该光探头就是光传送单元3光导纤维的入光端。在所述的光探测单元1上还带有安装机构2，用以固定安装探头。