性不受限于器件机械性质，并且光电信号处理速度快、频率范围广，因此，本发明具有频率响应特性宽，进一步增加了信息量；
4)在先技术中的振动检测系统构建复杂、使用不便利、功能不容易扩充。本发明采用散斑光电遥测原理和光纤技术，并且结构简洁，使得本发明的基于激光散斑离焦成像原理，结合二维光电传感器行扫描技术，振动信息检测方法具有易于构建、使用特便利、应用范围广、功能易于扩充等特点。
[0014]5 )在先技术压电振动传感器不便于进行集成。本发明点在于提供一种基于激光散斑离焦成像的振动检测方法，发明的检测原理决定振动信息检测方法中可以采用现有低价成熟处理模块和元件，本发明便于集成，并且方法实现所需成本低。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的一种实施例结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0017]如图1所示，一种基于激光散斑离焦成像的振动检测方法的实施例，基于激光散斑离焦成像原理，结合二维光电传感器行扫描技术，激光束照射到被检测区域，激光散斑经过离焦光学成像系统进行成像，在离焦光学成像系统的像空间设置有分光镜将成像光束分成两束，每一个成像光束的像平面上设置有一个二维光电传感器，光电传感器工作在行扫描成像模式，二个光电传感器进行行扫描成像的扫描方向不平行；振动分析单元进行行扫描成像信号处理，得到检测区域的振动信息。
[0018]本实施例的具体实现步骤为:
步骤(I)激光光源I出射光束的光路上设置有光束调整部件2，光束调整部件2调节光束参数或传播行为特性，实现振动检测用的激光光束和传播方向；本实施例中，激光光源I为532纳米波长的固体激光器，光束调整部件2采用反射式光束调整部件，为平面反射镜，光束调整部件2用于改变激光光源I出射光束的传播方向；
步骤(2)激光光束照射到被检测区域，被检测区域存在光学界面3，激光光束在光学界面处被散射，发生激光散射效应，形成激光散射光场，实现激光传输散斑光场；本实施例中，光学界面3为10米距离处的通话过程中手机后盖；
步骤(3)激光散斑经过离焦光学成像系统4进行成像，在离焦光学成像系统4的像空间设置有分光镜5将成像光束分成两束，每一个成像光束的像平面上设置有一个二维光电传感器，光电传感器均为二维光电传感器；本实施例中，分光镜5的透射光路上的像平面上设置有第一电传感器6，分光镜5的反射光路上的像平面上设置有第二光电传感器7，第一光电传感器6和第二光电传感器7均采用互补金属氧化物半导体电传感器；
步骤(4)第一光电传感器6和第二光电传感器7均工作在行扫描成像模式，第一光电传感器6和第二光电传感器7对同一个激光散斑离焦像进行成像，第一光电传感器6和第二光电传感器7进行行扫描成像的扫描方向不平行；本实施例中第一光电传感器6和第二光电传感器7进行行扫描成像的扫描方向相互垂直；
步骤(5)振动分析单元8进行行扫描成像信号处理，综合分析光电传感器信号并进行信息融合和特征提取，得到检测区域的振动信息，本实施例中振动分析单元8采用嵌入式系统。
[0019]本实施例成功实现了 10米距离处的通话过程中手机后盖振动特性检测，包括振动频率特性和振幅特性。本发明具有无接触检测、无损检测、可以实现遥测、高灵敏度、可靠性高、抗干扰能力强、频率响应特性宽、信息量高、系统易于构建、使用便利、应用范围广、功能易于扩充、便于集成、构建灵活、成本低等特点。
[0020]以上所述的【具体实施方式】对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于激光散斑离焦成像的振动检测方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤(I)激光光源出射光束的光路上设置有光束调整部件，光束调整部件调节光束参数或传播行为特性，实现振动检测用的激光光束和传播方向； 步骤(2)激光光束照射到被检测区域，被检测区域存在光学界面，激光光束在光学界面处被散射，发生激光散射效应，形成激光散射光场，实现激光传输散斑光场； 步骤(3)激光散斑经过离焦光学成像系统进行成像，在离焦光学成像系统的像空间设置有分光镜将成像光束分成两束，每一个成像光束的像平面上设置有一个二维光电传感器，光电传感器均为二维光电传感器； 步骤(4)光电传感器工作在行扫描成像模式，第一光电传感器和第二光电传感器对同一个激光散斑离焦像进行成像，第一光电传感器和第二光电传感器进行行扫描成像的扫描方向不平行； 步骤(5)振动分析单元对第一光电传感器和第二光电传感器的行扫描成像信号进行处理，综合分析光电传感器信号并进行信息融合和特征提取，得到检测区域的振动信息。2.如权利要求1所述的一种基于激光散斑离焦成像的振动检测方法，其特征在于:所述的激光光源为激光二极管、二极管激光器、气体激光器、固态激光器、染料激光器、半导体激光器的中一种。3.如权利要求1所述的一种基于激光散斑离焦成像的振动检测方法，其特征在于:所述的光束调整部件为透射式光束调整部件、反射式光束调整部件、液晶光束调整部件、微纳结构光束调整部件的中一种。4.如权利要求1所述的一种基于激光散斑离焦成像的振动检测方法，其特征在于:所述的离焦光学成像系统为折射式光学成像系统、反射式光学成像系统、混合式光学成像系统中的一种。5.如权利要求1所述的一种基于激光散斑离焦成像的振动检测方法，其特征在于:所述的光电传感器为电荷耦合器件或互补金属氧化物半导体电传感器。6.如权利要求1所述的一种基于激光散斑离焦成像的振动检测方法，其特征在于:所述的振动分析单元为计算机、嵌入式系统、数字信号处理器、移动终端设备中的一种。
【专利摘要】本发明涉及一种基于激光散斑离焦成像的振动检测方法。现有无法实现振动信息无损遥测。本发明基于激光散斑离焦成像原理，结合二维光电传感器行扫描技术，激光束照射到被检测区域，激光散斑经过离焦光学成像系统进行成像，在离焦光学成像系统的像空间设置有分光镜将成像光束分成两束，每一个成像光束的像平面上设置有一个二维光电传感器，光电传感器工作在行扫描成像模式，振动分析单元进行行扫描成像信号处理，得到检测区域的振动信息。本发明具有无接触检测、无损检测、可以实现遥测、高灵敏度、可靠性高、抗干扰能力强、频率响应特性宽、信息量高、系统易于构建、使用便利、应用范围广、功能易于扩充、便于集成、构建灵活、成本低等特点。
【IPC分类】G01H9/00
【公开号】CN105043524
【申请号】CN201510220596
【发明人】高秀敏, 李楠, 逯鑫淼, 林君, 张辉朝, 瞿青玲
【申请人】杭州电子科技大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年4月30日