激光干涉原理在振動(dòng)測量中的應用
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2 激光干涉測振方法分析
激光干涉測振主要的方法有：時(shí)間平均全息方法、激光散斑干涉技術(shù)、激光多普勒測振技術(shù)等。
2．1 時(shí)間平均全息方法
對于在某一穩定頻率下作簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體，用連續激光照射，并在比振動(dòng)周期長(cháng)得多的時(shí)間內在全息干板上曝光，可將物體表面所反射的光與未作位相調制的參考光相疊加，將兩束光的干涉圖記錄在全息干板上。其重現象由反映節線(xiàn)和等振幅線(xiàn)組成的干涉條紋來(lái)表示振幅分布。這就是時(shí)間平均全息方法的測振原理。其時(shí)間平均全息圖的重現像的光強度按零階貝塞爾函數的平方分布。
式中：J0為零階貝塞爾函數；V(x，y)為物體上某點(diǎn)的位移；θ1為振動(dòng)方向和照明方向的夾角；θ2為振動(dòng)方向和觀(guān)察方向的夾角。
因此，由式(5)通過(guò)分析光強I的變化確定V(x，y)的量值，實(shí)現振動(dòng)位移測量，如圖2所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/195568.htm
應當說(shuō)明，如果物體振動(dòng)的規律不同，條紋的強度分布規律也不同，但計算方法是類(lèi)似的。時(shí)間平均全息方法的實(shí)驗過(guò)程簡(jiǎn)單，節線(xiàn)清晰，可以檢測形狀復雜的透光物體或反射物體以及漫散射體，因此在振動(dòng)分析中廣泛使用。不足之處是測量范圍小(僅幾十微米左右)，對記錄信息過(guò)多，對記錄介質(zhì)的分辨率要求過(guò)高，故限制了應用范圍。
2．2 激光散斑干涉技術(shù)
激光散斑干涉是指被測物體表面的散射光產(chǎn)生的散斑與另一參考光相干涉，當物體表面發(fā)生變化時(shí)，如位移或變形等，干涉條紋也發(fā)生變化。通過(guò)對這些干涉條紋的處理，可以得到物體表面的振動(dòng)情況。
散斑法光路簡(jiǎn)單，不但可以非接觸測量，無(wú)損檢測，而且可以遙感測量。不僅用來(lái)研究物體的狀態(tài)，而且可對物體作振動(dòng)分析，已經(jīng)提出了多種測振方案，如時(shí)間平均法、頻閃法、雙脈沖電子散斑干涉(ESPI)法等。散斑用于側振時(shí)，條紋與位移之間的關(guān)系較為簡(jiǎn)單，但接收信號的強度由于物體的振動(dòng)使散斑對比度變得很差，通常采用光學(xué)傅里葉變換濾波法，從混合的散斑圖像中提取信息，最后將處理過(guò)的散斑圖紙片放在線(xiàn)性衍射儀中進(jìn)行濾波，產(chǎn)生一組清晰的條紋。
2．3 激光多普勒測振技術(shù)
如果一定頻率的聲波、無(wú)線(xiàn)電波或光波在傳播過(guò)程中，對于接收器有相對運動(dòng)時(shí)，接收器接收到的反射波的頻率會(huì )隨相對運動(dòng)的速度變化，這種現象叫做多普勒頻移效應。激光多普勒測振原理就是基于測量從物體表面微小區域反射回的相干激光光波的多普勒頻移△fD，進(jìn)而確定該測點(diǎn)的振動(dòng)速度V。利用激光多普勒效應，不僅能測量固體的振動(dòng)速度，而且也能測量流體的流動(dòng)速度。
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