一、單點(diǎn)式激光測振儀工作原理
1.激光發(fā)射與接收
激光產(chǎn)生：激光測振儀通過激光器產(chǎn)生一束具有特定波長的激光。常用的激光器有半導(dǎo)體激光器、氦氖激光器等。
光學(xué)干涉：當(dāng)激光照射到被測物體表面時(shí)，一部分光被反射回來，并與原始激光光束在光學(xué)系統(tǒng)中發(fā)生干涉。根據(jù)光的干涉原理，兩束光相互疊加時(shí)，若它們的相位相同，則光強(qiáng)增強(qiáng)；若相位不同，則光強(qiáng)減弱或相互抵消。
信號(hào)轉(zhuǎn)換：這種光強(qiáng)的變化會(huì)被光電探測器檢測到，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。電信號(hào)的變化頻率與被測物體的振動(dòng)頻率相關(guān)，而電信號(hào)的幅度則反映了振動(dòng)的幅度。通過對電信號(hào)進(jìn)行處理和分析，就可以得到被測物體的振動(dòng)信息。
2.多普勒效應(yīng)
原理：在一些測振儀中，利用多普勒效應(yīng)來測量振動(dòng)。當(dāng)激光照射到移動(dòng)的物體表面時(shí)，反射光的頻率會(huì)發(fā)生偏移，這種現(xiàn)象被稱為多普勒效應(yīng)。對于振動(dòng)中的物體，其表面的散射光頻率會(huì)隨著物體的振動(dòng)速度而變化。
計(jì)算：通過測量反射光頻率的變化，結(jié)合多普勒效應(yīng)的公式，可以精確計(jì)算出物體的振動(dòng)速度。
1.優(yōu)點(diǎn)
非接觸式測量：這是激光測振儀最顯*的特點(diǎn)之一。它不需要與被測物體直接接觸，避免了對物體的干擾和損傷。這一特性使其適用于測量柔軟、易變形或高速旋轉(zhuǎn)的物體的振動(dòng)。
高精度測量：能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的振動(dòng)測量。其精度可以達(dá)到亞納米級(jí)別，對于微小振動(dòng)的測量具有獨(dú)*優(yōu)勢。例如，在半導(dǎo)體芯片制造過程中，對光刻機(jī)的振動(dòng)監(jiān)測要求高的精度，單激光測振儀可以很好地滿足這一需求。
寬頻率響應(yīng)范圍：可以測量從幾赫茲到幾百千赫茲甚至更高頻率的振動(dòng)。無論是低頻的大型機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)，還是高頻的電子元器件的振動(dòng)，都能準(zhǔn)確測量。
遠(yuǎn)距離測量能力：根據(jù)不同的型號(hào)和功率，可以在數(shù)米甚至十幾米的距離外進(jìn)行測量。這為一些難以接近的測量對象提供了便利，如大型橋梁、高聳的塔吊等結(jié)構(gòu)的振動(dòng)測量。
2.局限性
對環(huán)境敏感：激光的傳播容易受到環(huán)境因素的影響，如灰塵、煙霧、水汽等會(huì)散射或吸收激光，降低測量信號(hào)的信噪比。在室外環(huán)境下，需要采取相應(yīng)的防護(hù)措施，如使用遮光罩、空氣吹掃裝置等。
測量角度限制：為了保證測量的準(zhǔn)確性，激光束需要與被測物體的表面法線方向保持一定的角度范圍。一般來說，入射角應(yīng)小于30度左右，否則會(huì)導(dǎo)致測量誤差增大。
成本較高：相比傳統(tǒng)的接觸式測振傳感器，激光測振儀的價(jià)格通常較高。這主要是由于其復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)、高精度的探測器以及先進(jìn)的信號(hào)處理電路等因素導(dǎo)致的。
三、單點(diǎn)式激光測振儀操作要點(diǎn)
1.安裝與調(diào)試
安裝位置選擇：選擇一個(gè)合適的安裝位置，確保測振儀能夠穩(wěn)定地固定，并且激光束能夠垂直照射到被測物體的表面。同時(shí)，要避免周圍環(huán)境對激光傳播的干擾。
焦距調(diào)整：根據(jù)被測物體的大小和測量距離，調(diào)整測振儀的焦距，使激光束能夠清晰地聚焦在測量點(diǎn)上。一般來說，可以通過觀察激光光斑的大小和清晰度來判斷焦距是否合適。
參數(shù)設(shè)置：根據(jù)被測物體的特性和測量需求，設(shè)置測振儀的參數(shù)，如采樣頻率、測量范圍、濾波器參數(shù)等。正確的參數(shù)設(shè)置可以提高測量的準(zhǔn)確性和可靠性。
2.測量過程注意事項(xiàng)
保持穩(wěn)定：在測量過程中，要確保測振儀和被測物體都保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。避免因外界因素（如人員走動(dòng)、設(shè)備振動(dòng)等）引起的干擾，影響測量結(jié)果。
連續(xù)測量：對于周期性或隨機(jī)性的振動(dòng)信號(hào)，建議進(jìn)行連續(xù)測量，以獲取足夠的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。同時(shí)，要注意記錄測量的時(shí)間和環(huán)境條件，以便后續(xù)對測量結(jié)果進(jìn)行分析和比較。
多次測量取平均值：為了減小測量誤差，可以進(jìn)行多次測量，并取平均值作為最終的測量結(jié)果。一般來說，測量次數(shù)越多，結(jié)果越準(zhǔn)確，但同時(shí)也要考慮測量時(shí)間和效率的因素。
