[发明专利]一种目标振动测量系统及方法、解调装置及解调方法

权利要求书

1.一种目标振动测量系统，其包括：

测量模块，用于发出激光，所述激光中的一路照射至待检测目标，另一路作为参考光；所述测量模块还接收经照射至待检测目标后，载有待检测目标振动信息的返回激光，该返回激光与所述参考光发生干涉产生干涉光；同时，发生干涉前，所述参考光经过第一调制信号进行调制，且所述测量模块还产生与所述第一调制信号同频率的一倍频信号；

光电转换模块，用于从测量模块接收所述干涉光，并将其进行光电转换成载有振动信息的电信号，该电信号的强弱受目标物反射的光强影响；

数据采集卡，其用于采集光电模块转换产生的载有振动信息的电信号，并将其输出至解调模块，同时数据采集卡还采集由测量模块产生的一倍频信号；

解调模块，其接收采集卡采集到的载有振动信息的电信号和一倍频信号，并根据一倍频信号产生二倍频信号，还根据所述一倍频信号、二倍频信号对所述载有振动信息的电信号进行解调，消除所述电信号中的光强扰动后，得到目标振动信息；

其中，所述解调模块包括：

第一乘法器、第二乘法器、第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一微分处理器、第二微分处理器、第三乘法器、第四乘法器、第一信号平方处理器、第二信号平方处理器、减法器、积分处理器、加法器和除法器；

其中，所述载有振动信息的电信号分别在所述第一乘法器和第二乘法器处与一倍频信号和二倍频信号相乘后，分别经过第一低通滤波器和第二低通滤波器进行滤波得到第一滤波信号和第二滤波信号，通过第一低通滤波器滤波后的第一滤波信号分为三路，第一路经过第一微分处理器进行微分处理得到第一微分处理信号；第二路到达第四乘法器，第三路经过第一信号平方处理器进行平方处理后得到第一信号平方处理信号；通过第二低通滤波器滤波后的第二滤波信号也分为三路，第一路经过第二微分处理器后得到第二微分处理信号，所述第二微分处理信号与第二路所述第一滤波信号在第四乘法器处相乘，得到第一相乘信号；第二路到达第三乘法器后，与所述第一微分处理信号相乘，得到第二相乘信号，第三路经过第二信号平方处理器后得到第二信号平方处理信号，所述第二信号平方处理信号和第一信号平方处理信号在加法器处相加，得到第一相加信号I2；所述第一相乘信号和第二相乘信号在减法器处相减得到第一相减信号，所述第一相减信号经过积分处理器积分处理后得到积分信号I1；所述第一相加信号I2和积分信号I1经由除法器以后还原出振动信号I0。

2.如权利要求1所述的测量系统，其中，所述第一滤波信号和第二滤波信号如下表示：

I₁₁＝-BGJ₁(C)sinθ(t)

I₁₂＝-BHJ₂(C)cosθ(t)

其中，B表示干扰光的光强，J₁(c)、J₂(c)分别表示一阶贝塞尔函数与二阶贝塞尔函数；C表示载波信号的调制度，所述载波信号为对参考光进行频率调制产生的信号；G表示一倍频信号Gcos(ω₀t)幅度，H表示二倍频信号Hcos(2ω₀t)幅度；ω₀表示载波信号频率；θ(t)由目标振动信号Dcos(ω_st)与环境扰动信号φ₀组成；其表示为：

θ(t)＝Dcos(ω_st)+φ₀

其中D为目标振动信号幅度，ω_s为目标振动信号频率，φ₀为环境扰动。

3.如权利要求2所述的测量系统，其中，J₁(C)＝J₂(C)。

4.如权利要求1所述的测量系统，其中，所述一倍频信号和二倍频信号的幅度相等。

5.如权利要求2所述的测量系统，其中，所述载波信号的调制度为2.63rad。