[发明专利]一种高灵敏度实时在线原位振动检测系统及方法

权利要求书

1.一种高灵敏度实时在线原位振动检测系统及方法，包括光源模块(1)、分光模块(2)、反射模块(3)，探测模块(4)，振动传感模块(5)。其特征在于：所述光源模块(1)产生散角较小的激光光源，进入分光模块(2)，分光模块(2)将入射光束分成两束光。其中一束直接到达反射模块(3)，而后返回至分光模块(2)，最终被探测模块(4)中的探测器(4a)采集；另一束光束首先需要经过光透镜(5e)将扩散光路调节大致准直，进入振动传感模块(5)。同时，当振动探测棒(5c)探测到振动，经过气体腔室(5b)增强，振动源信号传输至金属薄膜(5a)诱发其振动，此时，黏贴至金属薄膜(5a)上的薄反射透镜(5d)发生抖动，改变原入射光束反射路径和光偏振信息。信息光束进入分光模块(2)，与在先反射光束发生干涉，被探测模块(4)中的探测器(4a)采集。值得注意的是，反射模块(3)反射光束的焦距需要大于反射模块(3)与探测器(4a)之间的距离，从而保证探测器(4a)采集到的光斑大于焦平面(4b)上采集的焦点大小，从而有助于分辨干涉条纹，这里直观展示经经过分光模块(2)后的距离Lf1。在探测器(4a)上生成探测平面(4a-1)，以不发生振动状态的探测界面(4a-1)和(4a-3)为基准，通过振动形变产生的探测界面(4a-2)识别振动模式和干涉圆斑振动位移的微小变化。针对干扰信号特点，通过匹配干涉光斑连续振动点的相似曲线来区分振动信号源和振动噪声干扰，从而实现高灵敏度实时在线原位振动检测的目的。

2.根据权利要求1所述的一种高灵敏度实时在线原位振动检测系统及方法，其特征在于：所述的光源模块(1)为任意发散角较小的激光器中的一种；

3.据权利要求1所述的一种高灵敏度实时在线原位振动检测系统及方法，其特征在于：所述的分光模块(2)为一种玻璃材质的一面半透半反光学立方体分光棱镜；

4.据权利要求1所述的一种高灵敏度实时在线原位振动检测系统及方法，其特征在于：所述的反射模块(3)为GCC-10220系列保护银反射镜、介质膜反射镜以及镀金膜反射镜中的一种；

5.根据权利要求1所述的一种高灵敏度实时在线原位振动检测系统及方法，其特征在于：所述的探测模块(4)由探测器(4a)、聚焦平面(4b)、探测平面(4a-1)以及探测平面平面上的初始干涉区域(4a-3)和振动后干涉区域(4a-2)组成。探测器(4a)为CCD，CMOS，光电二极管等光电探测器中的一种；

6.根据权利要求1所述的一种高灵敏度实时在线原位振动检测系统及方法，其特征在于：所述的振动传感模块(5)由金属薄膜(5a)、气体腔室(5b)、振动探测棒(5c)、薄反射透镜(5d)以及光透镜(5e)组成。气体腔室(5b)、金属薄膜(5a)和振动探测棒(5c)形成密闭腔室。金属薄膜(5a)为一种铜金属薄膜。振动探测棒(5c)为任意固体硬质金属杆状器件中的一种。薄反射透镜(5d)为一种进行光学切割、铣磨及抛光加工处理的超薄超轻光学反射镜。