[发明专利]一种差动外差式激光加速计测量装置及其方法

说明书

本发明公开了一种差动外差式激光加速计测量装置及其方法，该装置包括：偏振氦氖激光器，消偏振分光棱镜，直角反射镜，声光调制器，楔形旋光棱镜对，聚焦镜，光电检测模块，光栅，信号解调模块；该方法主要通过信号解调模块将拍频信号进行反正切正交解调，得到被测加速运动物体的位移公式，在对位移公式进行二阶导数运算得到加速度信号；本发明能获得不受到低频噪声信号影响的加速度信号，简化了系统的信号的解调难度，具有更高的位移分辨率，提高了系统的运动信号的解调精度，并能实现实时、在线测量。

技术领域

本发明涉及一种加速度测量装置及方法，特别是涉及一种差动外差式激光加速计测量装置及其方法。

背景技术

现有的差动式激光加速计测量装置，通常只采用零差差动分光方式配合合作光进行探测，获得信号后通过复杂的解调算法得到加速度信息，通常分辨率只能达到半波长，并且受到低频噪声信号的影响得到的加速度信息中夹杂低频噪声信号。本发明提供一种差动外差式激光加速计测量装置及其方法，本发明与传统的差的激光测量装置相比，本发明提供的差动外差式激光加速计测量装置能获得不受到低频噪声信号影响的加速度信号，简化了系统的信号的解调难度，具有更高的位移分辨率，提高了系统的运动信号的解调精度，并能实现实时、在线测量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种差动外差式激光加速计测量装置及其方法，主要解决的问题是：避免加速度信号受低频噪声信号的影响，获得更高精度的加速度信号，解决差动测量的低频噪声问题。

为实现上述的目的，本发明提供一种差动外差式激光加速计测量装置，包括：偏振氦氖激光器，消偏振分光棱镜，直角反射镜，声光调制器，楔形旋光棱镜对，聚焦镜，光电检测模块，光栅，信号解调模块；

所述偏振氦氖激光器，连续的输出激光；

所述消偏振分光棱镜，设置于所述偏振氦氖激光器输出激光的光路上，所述输出激光经过所述消偏振分光棱镜分成两束，第一束为反射激光，第二束为透射激光，所述反射激光与所述透射激光呈垂直状态；

所述直角反射镜、声光调制器和楔形旋光棱镜对和聚焦镜依次设置在所述反射激光的光路上；

所述反射激光经过所述直角反射镜反射，进入所述声光调制器并且产生一级光射出，所述一级光经过楔形旋光棱镜对射入到所述聚焦镜并且穿过所述聚焦镜；所述一级光的光轴与所述透射激光的光轴平行；

所述透射激光射入到所述聚焦镜并且穿过所述聚焦镜；

所述一级光与所述透射激光通过所述聚焦镜聚集到所述光栅并且发生衍射，所述光栅设置在被测加速运动物体的表面；

经过所述光栅衍射产生的正负一级光射入光电检测模块；所述光电检测模块接受所述正负一级光并且进行处理产生的拍频信号，所述光电检测模块将所述拍频信号传入信号解调模块，所述信号解调模块对所述拍频信号进行解调处理。

优选的，所述声光调制器的的调制频率由信号解调电路给出，采用同步解调驱动模式。

优选的，所述信号解调模块采用的解调处理具体为：采用反正切正交解调方式。

本发明还提供一种差动外差式激光加速计测量方法，该方法需要使用本发明提供的一种差动外差式激光加速计测量装置；包括如下步骤：

步骤S1、在所述被测加速运动物体的表面设置所述光栅；所述被测加速运动物体沿着所述透射激光的光轴的垂直方向进行运动；

步骤S2、打开所述偏振氦氖激光器，连续的输出激光；

步骤S3、调整所述直角反射镜和所述楔形旋光棱镜对，使得所述一级光的光轴与所述透射激光的光轴平行；

步骤S4、所述光电检测模块接受所述光栅产生的正负一级光，并且进行处理得到拍频信号；