[实用新型]基于渐变透过率滤镜的振动信号提取装置

说明书

本实用新型涉及一种基于渐变透过率滤镜的振动信号提取装置，包括：激光器、渐变透过率滤镜、凸透镜、光电传感器和数据采集系统；激光器发射激光光束至待测振动体的光学反射面，形成的反射光依次通过同轴设置的渐变透过率滤镜和凸透镜；然后被设置在凸透镜焦点处的光传感器接收，光传感器输出的信号由数据采集系统采集。本实用新型结构简单，成本低廉，可有效提取振动信号波形。

技术领域

本实用新型涉及测振技术领域，具体涉及一种基于渐变透过率滤镜的振动信号提取装置。

背景技术

振动信号的非接触测量，在建筑物和桥梁安全监测以及反恐监听等方面具有现实的运用价值，通过光学方法实现振动信号的非接触读取，能够大大拓展振动信号的测量应用范围。由受迫振动的原理可知，建筑物、桥梁或玻璃的振动频率与振动源是一致的。因此，检测受迫振动体的振动幅度和频率即可获知振动源的振动信息。

通过光束照射振动体反射面，反射面因为振动会引起反射光在同一平面上下来回波动，该波动携带了受迫振动体的振幅和频率信息。但大部分情况下，受迫振动体的振幅较小，导致反射光束横向摆动的距离很小，且现有技术中有使用部分反射光斑进入光电接收器的方法来接收振动信号，可以完整解调信号的频率，但恢复的振动信号波形有比较明显的失真。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于渐变透过率滤镜的振动信号提取装置，结构简单，成本低廉，可有效提取振动信号波形。

本实用新型的技术方案是：基于渐变透过率滤镜的振动信号提取装置，包括：激光器、渐变透过率滤镜、凸透镜、光电传感器和数据采集系统；

所述激光器发射激光光束至待测振动体的光学反射面，形成的反射光依次通过同轴设置的渐变透过率滤镜和凸透镜；然后被设置在凸透镜焦点处的光传感器接收，光传感器输出的信号由数据采集系统采集。

进一步地，所述光电传感器包括依次连接的光电管、前置放大电路、低通滤波电路和二级放大电路。

进一步地，沿反射光方向，在所述渐变透过率滤镜之前设置一带通滤光片。

进一步地，所述激光器为650nm 5mW的半导体激光模组。

进一步地，所述渐变透过率滤镜型号为ND8。

本实用新型具有有益效果：选用透过率变化梯度大的渐变滤镜，使光束的光强随振动频率产生变化，将等光强的摆动反射光转换为强度波动的光信号，提高信号检测的灵敏度；使用带通滤光片，滤除激光波长以外的大部分杂散干扰光，提高检测系统的信噪比。

附图说明

图1是本实用新型工作原理图；

图2是本实用新型光电传感器结构示意图；

图3是本实用新型一实施例的前置放大电路示意图；

图4是本实用新型一实施例的二级放大电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，基于渐变透过率滤镜的振动信号提取装置，包括：激光器、渐变透过率滤镜、凸透镜、光电传感器和数据采集系统；

激光器发射激光光束至待测振动体的光学反射面，形成的反射光依次通过同轴设置的渐变透过率滤镜和凸透镜；然后被设置在凸透镜焦点处的光传感器接收，光传感器输出的信号由数据采集系统采集。