如图1所示，一种基于激光波前编码技术的振动检测方法的实施例，基于激光散光场相干涉行为，结合激光波前编码原理，采用动态波前偏振和相位编码，编码后光场分出回返参考光束，和前行测试光束，测试光束投射到被检测振动物体上，散斑部分光场经过离焦成像部件后，形成载有编码信息和物体振动信息的信息光束，信息光束和参考光束进行重叠干涉，形成干涉场，光电传感器设置在干涉区域，实现光电传化，振动分析单元对信息进行处理得到检测区域的振动信息。
[0029]本实施例包括:激光光源1、光束调整部件2、波前偏振编码部件3、波前相位编码部件4、光场分束部件5、被检测物体6、离焦光学成像系统7、光场合束部件8、光电传感器9、振动分析单元10。
[0030]本实施例的具体实现步骤为:
[0031]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，光束调整部件调节光束参数或传播行为特性，实现用于振动检测的激光光束和传播方向；激光光源I为LD栗浦固态激光器；
[0032]步骤(2)光束调整部件2出射激光光束依次通过波前偏振编码部件3和波前相位编码部件4，波前偏振编码部件3和波前相位编码部件4分别对激光光束进行波前相位和偏振进行动态编码；光束调整部件2为透射式光束调整部件，波前偏振编码部件3为液晶型偏振编码部件，波前相位编码部件4为液晶型相位编码部件；
[0033]步骤(3)编码后激光光束照射到光场分束部件5，光场分束部件5将编码后激光光束分束成回返参考光束和前行测试光束，测试光束投射到被检测振动物体6上，即9米距离处的汽车发动机前盖，被检测振动物体存在光学界面，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；
[0034]步骤(4)散斑部分光场经过离焦成像部件7后，形成载有编码信息和物体振动信息的信息光束；离焦光学成像部件7为折射式光学成像系统；
[0035]步骤(5)光场分束部件5出射的回返参考光束和离焦成像部件7出射的信息光束通过光场合束部件8后，进行光束合束产生干涉区域，形成干涉场；光场分束部件5为直角三棱镜光场分束部件，回返参考光束和信息光束分别从直角三棱镜光场分束部件两个直角边入射，透射出直角三棱镜光场分束部件出射后相干；
[0036]步骤(6)光电传感器9设置在干涉区域，将干涉场转化为电信号，再通过振动分析单元10对信息进行信息融合和特征提取，得到检测振动物体的的振动信息；光电传感器9为电荷耦合器件，振动分析单元10为嵌入式系统。
[0037]本实施例成功实现了 9米距离处的汽车发动机前盖的振动特性检测，包括振幅特性、振动频率特性、时序宽谱动态性质。本发明具有高灵敏度、可靠性高、无接触检测、无损遥测、抗干扰能力强、频率特性灵活、信息量高、系统易于构建、应用范围广、功能易于扩充、便于集成、构建灵活等特点。
[0038]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】
1.一种基于激光波前编码技术的振动检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤: 步骤(1)、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； 步骤(2)、光束调整部件出射激光光束依次通过波前偏振编码部件和波前相位编码部件，波前偏振编码部件和波前相位编码部件分别对激光光束进行波前相位和偏振进行动态编码； 步骤(3)、编码后的激光光束照射到光场分束部件，光场分束部件将编码后的激光光束分束成回返参考光束和前行测试光束，测试光束投射到被检测振动物体上，形成激光散射光场，实现激光传输散斑光场； 步骤(4)、散斑部分光场经过离焦成像部件后，形成载有编码信息和物体振动信息的信息光束； 步骤(5)、光场分束部件出射的回返参考光束和离焦成像部件出射的信息光束通过光场合束部件后，进行光束合束产生干涉区域，形成干涉场； 步骤(6)、光电传感器设置在干涉区域，将干涉场的信息转化为电信号，再通过振动分析单元对信息进行信息融合和特征提取，得到检测振动物体的振动信息。2.根据权利要求1所述的一种基于激光波前编码技术的振动检测方法，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、半导体激光器中的一种。3.根据权利要求1所述的一种基于激光波前编码技术的振动检测方法，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中的一种。4.根据权利要求1所述的一种基于激光波前编码技术的振动检测方法，其特征在于:所述的波前偏振编码部件为液晶型偏振编码部件、微结构型偏振编码部件、光纤型偏振编码部件中的一种。5.根据权利要求1所述的一种基于激光波前编码技术的振动检测方法，其特征在于:所述的波前相位编码部件为液晶型相位编码部件、微镜阵列型相位编码部件、微结构型相位编码部件、晶体型相位编码部件、光纤型相位编码部件中的一种。6.根据权利要求1所述的一种基于激光波前编码技术的振动检测方法，其特征在于:所述的离焦光学成像部件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。7.根据权利要求1所述的一种基于激光波前编码技术的振动检测方法，其特征在于:所述的光电传感器为电荷耦合器件、互补金属氧化物半导体电传感器中的一种。8.根据权利要求1所述的一种基于激光波前编码技术的振动检测方法，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。9.根据权利要求1所述的一种基于激光波前编码技术的振动检测方法，其特征在于:所述的光场合束部件为直角三棱镜。
【专利摘要】本发明涉及一种基于激光波前编码技术的振动检测方法。现有无法实现振动信息高性能无损遥测。本发明基于激光散光场相干涉行为和激光波前编码原理，采用动态波前偏振和相位编码，编码后光场分出回返参考光束和前行测试光束，测试光束投射到被检测振动物体上，散斑部分光场经过离焦成像部件后,形成信息光束,信息光束和参考光束进行重叠干涉,形成干涉场,光电传感器设置在干涉区域，实现干涉信息的光电传化，振动分析单元对信息进行处理得到检测区域的振动信息。本发明具有高灵敏度、可靠性高、无接触检测、无损遥测、抗干扰能力强、频率特性灵活、信息量高、系统易于构建、应用范围广、功能易于扩充、便于集成、构建灵活等特点。
【IPC分类】G01H9/00
【公开号】CN105258783
【申请号】CN201510784415
【发明人】高秀敏, 苏文秀, 辛青, 逯鑫淼
【申请人】杭州电子科技大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年11月16日