用于测量超声波手术刀的振动信息
一、客户需求
测试工况：用于测量超声波手术刀的振动信息。
二、解决方案
使用激光测振仪对被测物体进行非接触的振动测量，测量精度高，测试方便，系统测试方案如下图所示：
三、系统组成
非接触振动测试系统主要由光纤激光测振仪光学头、激光测振仪控制箱、Z轴升降台、数据采集系统、分析软件等组成。Z轴升降台用于升降激光干涉仪光学头，便于测量，使激光垂直打在被测物体上，激光测振仪把被测物体的振动测试出来，传输至数据采集卡，使用软件计算出被测物体的振动信息。
3.1激光测振仪
激光测振仪主要由激光测振仪光学头、激光测振仪控制箱组成，激光测振仪使用先进的非接触动态干涉技术，用于精确测量物体的振动速度、加速度、位移和频率等；信号处理器内置低功耗嵌入式处理器，数据处理快。通过对测试到的干涉信号进行处理，即时输出对应电压模拟信号（携带被测物体振动信息）。
3.2 激光测振仪原理
激光测振仪的核心是一台高精密激光干涉仪和一台信号处理器。高精密激光干涉仪内的激光器发出的偏振光（设频率为F0）由分光镜分成两路，一路作为测量，一路用于参考。测量光通过声光调制器具有一定频移（F）,再被聚焦到被测物体表面，物体振动引起多普勒频移（f=2v/λ）。系统收集反射光并与参考光汇聚在传感器上，这样两束光在传感器表面产生干涉，干涉信号的频率为F+f，携带了被测物体的振动信息。信号处理器将频移信号转换为速度和位移信号。
由于多普勒频移f=2v/λ,即f 与速度(v)成正比变化。传感器获得的信号再经过频率电压转化为电压信号U,由于该转化为线性，即U=k(F+f)+L=k*f+L’，其中L,L’为常数，电压通过高通滤波去处直流分量得U=k*f=2kv/ λ，则v=k’*U，电压与振动速度成正比。
3.3系统示意图
单点激光测振仪系统主要由激光干涉仪、信号处理器、数据采集卡、分析软件等组成，激光测振仪系统简化结构图如下：
激光干涉仪使用先进的非接触动态干涉技术，用于精确测量物体的振动速度、加速度、位移和频率等
信号处理器内置低功耗嵌入式处理器，数据处理快。通过对测试到的干涉信号进行处理，即时输出对应电压模拟信号（携带被侧物体振动信息）。
软件分析系统是一款实时信号分析软件，可即时对被测信息其进行处理分析。软件具有友好的用户操作界面，提供FFT频谱分析，高通、低通及带通滤波器，位移、速度及加速度信号显示功能，可非常直观的显示测量结果。它还具有在线存储测量功能，对后期的科学研究、产品改进及数据对比等具有重要意义。
3.4应用领域
振动量值的测量是计量科学中一个非常重要的方面。激光测振仪采用非接触式动态干涉测量技术，在以下各方面有广泛的应用：
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马达回转动态精度测试；
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机床动态精度测试；
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生命科学、医学、动物学研究；
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汽车工业：发动机、齿轮、制动器、轮胎、排气系统、车身等；
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计算机外设的动态测试：硬盘驱动器、光盘机、磁带机、头/盘接口等；
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微机电系统（MEMS）动态测试；
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桥梁、建筑振动测试。
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激光测振仪不仅适用于常规振动测量，更在一些由于被测物体表面影响或测量条件的限制接触式难以解决的领域发挥特殊作用：
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不能有附加质量影响的器件，如轻巧、柔性或微型结构等；
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传感器不易靠近或易损坏的恶劣场合，如高温、腐蚀、放射、高压等；
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需要大量测试点，如大型构件模态测量等；
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大振幅、高g值振动、冲击测量；
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极低频率或者极高频率测量
3.5特点
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非接触式测量、无附加质量影响；
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光纤探头小巧；
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测量表面无需处理；
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抗干扰能力强；
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极大的动态范围和极高的测量精度；
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软件操作界面友好，功能丰富，具有强大的扩展功能。
点击数：2601 录入时间：2020-11-21 15:09:47【打印此页】【返回】
