[实用新型]一种微震动测量装置

说明书

本实用新型公开了一种微震动测量装置，属于震动检测技术领域。鉴于现有的测量微小位移的迈克尔逊干涉仪易受外界环境干扰，稳定性较差的问题，本实用新型提供的一种微震动测量装置，利用沃拉斯顿棱镜对光束进行调整，使参考光与反射光射出夹角小，两光束所处环境相同，当存在外界干扰时，这两束光将受到同样的干扰，从而降低了外界因素的干扰，使设备对微小位移的测量更加准确。同时，为了保护激光器不受到反射光长时间的作用而导致损坏，本实用新型在分光棱镜和激光器之间设置有法拉第旋光器和偏振片，反射回来的光通过法拉第旋光器调整角度后，被偏振片完全吸收，不会回到激光器，从而保护了设备，节约了成本。

技术领域

本实用新型涉及震动检测技术领域，更具体地说，涉及一种微震动测量装置。

背景技术

震动作为最基本的物理现象之一，广泛地存在于人们日常生活和工业制造、设计生产等各个领域。通过对地壳运动产生的震动进行检测，丰富和发展了地质学、地质检测学，提高了人们对地震的检测和预防能力，减少了受灾损失。通过对生产车间各类机床工作时产生的震动进行检测，为机械零件失效分析学提供了很好的检测手段，降低了机械器件结构疲劳破坏率。通过对飞机、船舶、汽车的零件进行震动检测，可以判断出零件各接触部件的磨损情况，及时更换受损零件并提高其工作精度，避免事故发生。因此，对广泛存在于身边的震动进行测量有着非常重要的现实意义。

目前，对震动的测量多为以下三种方法：传统机械式测量、电气式测量和以激光为工具的光学式测量。机械式测量是通过对金属在不同应力下产生的形变进行分析的一种测量手段，该方法抗干扰能力强，可以有效避免周围电气环境、温度等对测量造成的影响。但是该方法的测量频率范围窄，精度低。电气式测量是对某些特殊材料，如半导体材料、混合陶瓷材料进行电压-振幅分析从而测量振幅的一种测量手段，该方法灵敏度高，但是非常容易受到周围强电磁场干扰。同时电气式测量本身就需要较高的测量条件，难以达到安全生产的目的。光学式测量方法则主要以激光为工具，结合惠更斯、菲涅尔、夫琅禾费等人提出的干涉、衍射理论实现震动的测量，这类光学测量仪精度高、分辨率高、频率动态范围广，且电气要求低、不会引起电网谐振，已经成为了测量领域里的一种有效的检测手段。

迈克尔逊干涉仪是一种利用激光干涉法测量微小位移的测量工具，但传统的迈克尔逊干涉仪存在易受外界环境干扰的问题，发生干涉的两束光会在空间中成90°夹角，两束光所走的路径环境差异较大，当一束光的路径环境发生变化时，将会导致光程变化，进而影响测量结果，在一些复杂环境中影响尤为显著。其次，传统迈克尔逊干涉仪的测量光束和参考光束会原路返回射入激光器，在一些较精密的测量中所使用的激光器往往价格不菲，反射回激光器的光能量较高，经长时间的作用会对激光器造成伤害。

经检索，中国专利号：ZL201710072946.2，授权公告日为：2019年2月1日，发明名称为：单频干涉直线度误差及其位置测量与补偿的装置及方法。该申请案的单频激光器输出的线偏振光束经半波片后，偏振方向被调整成相对于纸面成45°，调制后的线偏振光束被第一消偏振分光棱镜分光，透射光束进入渥拉斯顿棱镜型激光单频干涉仪，反射光束进入迈克尔逊型激光单频干涉仪。以沃拉斯顿棱镜型激光单频干涉仪为感测单元，分别处理形成的圆偏振和线偏振的干涉信号，实现直线度误差及其位置测量。误差检测及补偿部分以迈克尔逊型激光单频干涉仪为感测单元，分析形成的等厚干涉条纹图像，实现偏摆角和俯仰角的测量，并根据测得的俯仰角对直线度误差及其位置的测量结果进行了补偿，提高了直线度误差及其位置的测量精度。但该申请案仅用沃拉斯顿棱镜改变光束角度，而没有考虑到对激光器的保护，不能很好的保护设备。

发明内容

1.实用新型要解决的技术问题

鉴于现有的利用激光干涉法测量微小位移的迈克尔逊干涉仪易受外界环境干扰，稳定性较差的问题，本实用新型提供的一种微震动测量装置，利用沃拉斯顿棱镜对光束进行调整，使两光束所处环境相同，减少了外界的干扰，使设备对微小位移的测量更加准确。

2.技术方案