[发明专利]一种基于劈尖干涉的垂直振动位移检测装置

说明书

本发明公开了一种基于劈尖干涉的垂直振动位移检测装置，属于精密测量领域。包括单色点光源、准直透镜、劈尖干涉装置、倾斜支杆、底板、垂直支杆、质量块、弹簧、CCD相机、数据处理机。第一半反半透镜与第二半反半透镜构成夹角为θ的劈尖干涉装置。本发明通过数据处理机接收CCD相机实时拍摄的干涉条纹，并通过信号处理得到干涉条纹间距实时变化情况，从而得到底板在垂直方向产生的振动位移的大小及振动频率。本发明装置设计独特，结构简单，能够有效地检测垂直振动信息，如振动频率及振动位移，具有精度高、响应快、动态范围大等优点。

技术领域

本发明属于精密测量领域，特别涉及一种基于劈尖干涉的垂直振动位移检测装置。

背景技术

由于抗电磁干扰、高精度、高灵敏度等优点，光学传感器越来越广泛地应用于各种物理量的测量，如温度、应力、磁场、方位、振动等，这里提出了一种基于劈尖干涉的垂直振动位移检测装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于劈尖干涉的垂直振动位移检测装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于劈尖干涉的垂直振动位移检测装置，包括单色点光源、准直透镜、劈尖干涉装置、倾斜支杆、底板、垂直支杆、质量块、弹簧、CCD相机、数据处理机。其中第一半反半透镜与第二半反半透镜构成夹角为θ的劈尖干涉装置。单色点光源产生一束激光，波长在380nm至769nm的可见光光谱范围内；准直透镜将单色点光源产生的发散激光经过准直为平行光束；平行光束以与第二半反半透镜法线方向经过劈尖干涉装置后，在第一半反半透镜下表面形成明暗相间的劈尖干涉条纹；CCD相机实时拍摄在第一半反半透镜下表面形成明暗相间的劈尖干涉条纹。底板在垂直方向产生位移，劈尖干涉装置整体发生位移，由于质量块的惯性，在劈尖干涉装置整体移动时，质量块保持相对静止，使得质量块与底板发生相对位移，从而将平台的位移经弹簧传递给质量块，使劈尖干涉装置的夹角发生变化，从而使得在第一半反半透镜下表面形成明暗相间的劈尖干涉条纹间距发生变化；数据处理机接收CCD相机实时拍摄的干涉条纹，并通过信号处理得到干涉条纹间距实时变化情况，从而得到底板在垂直方向产生的振动位移的大小及振动频率。

本发明所能检测的振动的位移量和频率响应范围取决于装置中质量块的质量与弹簧的弹性系数，在针对不同的测量参量时，通过对质量块的质量与弹簧的弹性系数进行计算，以满足测量参量的变化范围。

本发明采用以上技术方案，具备以下有益效果：

一、采用基于劈尖干涉的干涉装置，具有精度高、响应快及动态范围大等优点。

二、劈尖干涉装置与数据处理机可以分离，可以用于非接触式的测量系统。

三、装置结构设计简单，易于操作，容易实现装置性能提高的相关改进。

四、通过计算质量块的质量与弹簧的弹性系数，对装置进行适应性设计。

附图说明

图1为本发明一种基于劈尖干涉的垂直振动位移检测装置原理图。

图中各组件与附图标记之间的对应关系为：

1-单色点光源，2-准直透镜，3-劈尖干涉装置，3-1第一半反半透镜，3-2-第二半反半透镜，4-倾斜支杆，5-底板，6-垂直支杆，7-质量块，8-弹簧，9-CCD相机，10-数据处理机。

具体实施方式