便攜式激光測振儀原理
便攜式激光測振儀是獲得位移和速度分辨率的較好方法。它實現了皮米級幅度分辨率、高線性度,并確保了在很高頻范圍內(目前超過1GHz)的幅度一致性。這些產品特性可以不受測量距離的影響,因此我們無論是近距顯微測試結果還是超遠距離進行測試都適用該原理。該系統使用激光作為檢測方法,沒有額外的質量效應,并且是非侵入性的,可以對極小和極輕的結構進行測量。這種技術優勢與堅固的設計相結合,使其成為實驗室或戶外應用的理想選擇。
便攜式激光測振儀多普勒效應:
如果波被移動物體反射并被儀器檢測到,則測得的頻移可以描述為:
fD = 2 v/λ式中,V是物體的速度,λ是入射波的波長。相反,為了能夠確定一個物體的速度,頻移(多普勒)需要在一個已知的波長上測量,這就是 LDV 中的激光干涉儀所做的。
便攜式激光測振儀光干擾:
激光多普勒測振儀基于光學干涉,即本質上需要兩個具有各自強度 I1 和 I2 的相干光束的疊加。兩束光束的總強度不是單個強度的簡單總和,而是根據以下公式獲得:
Itot=I1+I2+2√(I1 I2)cos[2π(r1-r2)/λ].
干涉項與兩個光束之間的路徑差有關。如果一個差值是光波長的整數倍,則總強度是單個光強度的四倍。
便攜式激光測振儀:分束器(bs1)將激光束分成參考光束和測量光束。在通過自己第2個分束器 (BS2) 后,測量控制光束會聚焦到樣品上并反射。反射光束被BS2向下偏轉,然后在檢測器上與參考光束組合。
由于參考光束的光路是恒定的 (r2 = const.)(干涉儀上的熱效應可以忽略不計),樣品進行移動 (r1 = r(t)) 在檢測器工作上會影響產生亮/暗條紋,即 A典型的干擾方法。檢測器上的全亮/暗周期性條紋恰好對應于所用激光波長一半的位移量。這對應于 He-Ne 激光器的 316 nm 偏移,He-Ne 激光器通常用于便攜式激光測振儀中。
單位時間內光路的變化是被測光束的多普勒頻移。在計量學中,這意味著多普勒頻移與樣品進行振動分析速度發展成正比。由于物體遠離干涉儀的運動與物體向干涉儀的運動產生相同的明暗條紋(和調制頻率),因此設置并不能明確物體移動的方向。鑒于此,在參考光束中放置了一個典型光學頻移為 40 MHz 的聲光調制器(為了比較,激光頻率為 4.74 × 1014 Hz)。當采樣穩定時,將產生40MHz的典型干擾調制頻率。因此,隨著環境樣品向干涉儀移動,調制信號頻率可以增加;隨著研究樣品遠離干涉儀,探測器接收到的頻率明顯小于 40MHz。這意味著現在不僅可以準確檢測光程長度,還可以準確檢測運動方向。
2025第十一屆中國國際機電產品交易會 暨先進制造業博覽會
展會城市:合肥市展會時間:2025-09-20