激光干涉儀在振動(dòng)計(jì)量中的應(yīng)用
激光測(cè)振及其常用方法
一般振動(dòng)測(cè)試大致可以分為兩類。一類是測(cè)量設(shè)備和結(jié)構(gòu)所存在的振動(dòng)；另一類則是對(duì)設(shè)備或結(jié)構(gòu)施加某種激勵(lì)，對(duì)其產(chǎn)生的振動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。此類測(cè)振的目的是研究設(shè)備或結(jié)構(gòu)的力學(xué)動(dòng)態(tài)特性，然后根據(jù)對(duì)所測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行求和、平均、積分、微分等處理，計(jì)算出被測(cè)點(diǎn)的位移或速度、加速度和振動(dòng)頻率；或者對(duì)所測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)在時(shí)域、頻域內(nèi)作進(jìn)一步地分析和處理，如譜分析、相關(guān)分析等，進(jìn)而確定被測(cè)對(duì)象的固有頻率、阻尼比、剛度、振型等振動(dòng)參數(shù)，確定被測(cè)對(duì)象的頻率響應(yīng)特性。激光測(cè)量這種非接觸測(cè)量由于其良好的精準(zhǔn)性和實(shí)時(shí)性，已經(jīng)成為測(cè)量領(lǐng)域的熱點(diǎn)。同時(shí)由于電子學(xué)和光學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，光電檢測(cè)已經(jīng)成為非接觸測(cè)量的一種主要方式。
激光干涉法
利用激光的干涉特性，以激光的波長(zhǎng)等參數(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)元件的振動(dòng)進(jìn)行測(cè)量的方法叫激光干涉測(cè)振法。在振動(dòng)沖擊計(jì)量測(cè)試中，我們經(jīng)常碰到量值溯源的問題，在量值溯源與傳遞系統(tǒng)鏈表里，振動(dòng)沖擊計(jì)量基準(zhǔn)可以溯源到基本量———長(zhǎng)度和時(shí)間。振動(dòng)和沖擊校準(zhǔn)設(shè)備采用這種量值復(fù)現(xiàn)方式進(jìn)行傳感器的校準(zhǔn)時(shí)，稱其為“絕1對(duì)校準(zhǔn)”。激光干涉儀是不可缺少的部分，其輸出的多普勒信號(hào)把已知的激光波長(zhǎng)和振動(dòng)的位移量對(duì)應(yīng)起來，是一種絕1對(duì)的測(cè)量方法。目前在振動(dòng)和沖擊專業(yè)中大量借助于激光干涉技術(shù)實(shí)現(xiàn)量值的復(fù)現(xiàn)，其具體實(shí)現(xiàn)就是采用激光干涉儀。
激光干涉測(cè)量方法作為一種重要的非接觸式無損探測(cè)方法，日益得到廣泛的應(yīng)用。然而該測(cè)量系統(tǒng)多采用各種分立的玻璃光學(xué)元件構(gòu)成光路，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且對(duì)光學(xué)元件的安裝、調(diào)試都有極苛刻的機(jī)械精度要求，靈活性、重復(fù)性較差，尤其是對(duì)探測(cè)系統(tǒng)位置的設(shè)置在許多重要場(chǎng)合的應(yīng)用受到了限制。光纖傳感技術(shù)是近幾十年來迅速發(fā)展起來的一門新型科學(xué)。與傳統(tǒng)的各類傳感器相比，光纖傳感器具有一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，靈敏度高、抗電磁干擾、耐腐蝕、耐高壓、防爆阻燃、光路可繞曲性好、幾何形狀具有多方面適應(yīng)性等，使其成為在諸多環(huán)境下的有效測(cè)量手段。
激光干涉儀功能特點(diǎn)：
精度高
以激光干涉技術(shù)為核心，分辨力可達(dá)納米級(jí)；采用高精度環(huán)境補(bǔ)償模塊，解決了溫度、空氣壓力、相對(duì)濕度、材料溫度等環(huán)境因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響；使用激光熱穩(wěn)頻控制系統(tǒng)，保證激光長(zhǎng)期穩(wěn)頻精度；干涉鏡與主機(jī)分離設(shè)計(jì)，避免干涉鏡受熱變形，保證干涉光路穩(wěn)定。
功能廣
具有實(shí)現(xiàn)線性、角度、直線度、垂直度、回轉(zhuǎn)軸等幾何量的檢測(cè)功能。可以檢測(cè)數(shù)控機(jī)床、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等精密運(yùn)動(dòng)設(shè)備運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的線性定位精度、重復(fù)定位精度等；同時(shí)也能檢測(cè)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的俯仰角、扭擺角、垂直度和直線度；并可以校準(zhǔn)機(jī)床的回轉(zhuǎn)軸。
可根據(jù)用戶設(shè)定的補(bǔ)償方式自動(dòng)生成誤差補(bǔ)償表，為機(jī)床誤差修正的提供依據(jù)。
具有動(dòng)態(tài)測(cè)量(位移-時(shí)間曲線、速度-時(shí)間曲線、加速度-時(shí)間曲線)及測(cè)量振幅和頻率分析的功能，可進(jìn)行機(jī)床振動(dòng)測(cè)量與分析，滾珠絲桿的動(dòng)態(tài)特性分析，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)特性分析等。
可自動(dòng)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度、材料溫度、環(huán)境濕度和大氣壓力的參數(shù)。可選擇手動(dòng)或自動(dòng)進(jìn)行環(huán)境補(bǔ)償。
標(biāo)準(zhǔn)多
內(nèi)置國(guó)內(nèi)外通用的標(biāo)準(zhǔn)，含國(guó)標(biāo)(GB)、ISO(國(guó)際)、BS(英制)、美標(biāo)、DIN(德標(biāo))、JIS(日標(biāo))共13份。可依據(jù)各種不同的機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)分析處理數(shù)據(jù)，并可打印相應(yīng)的曲線圖和數(shù)據(jù)報(bào)告。
便攜性
使用方便：準(zhǔn)直激光后，輕易實(shí)現(xiàn)設(shè)備線性定位、重復(fù)定位精度、反向間隙、角度、直線度的測(cè)量。
攜帶方便：基本重量為15kg，簡(jiǎn)單便攜。
可定制
測(cè)量記錄采用集中式數(shù)據(jù)庫管理，可按被測(cè)件類型、生產(chǎn)單位、出廠編號(hào)、檢定員、送檢單位、設(shè)備編號(hào)、檢定日期和有效日期等查詢和管理檢定記錄；可將檢定數(shù)據(jù)輸出到Word、Excel文檔。
激光干涉儀的用途
激光干涉儀結(jié)合不同的光學(xué)鏡組，可實(shí)現(xiàn)線性測(cè)長(zhǎng)、角度、直線度、垂直度、平行度、平面度等幾何參量的高精度測(cè)量。
在動(dòng)態(tài)測(cè)量軟件的配合下，激光干涉儀可實(shí)現(xiàn)線性位移、角度和直線度的動(dòng)態(tài)測(cè)量與性能檢測(cè)，以及進(jìn)行位移、速度、加速度、振幅與頻率的動(dòng)態(tài)分析。
使用環(huán)境
因?yàn)楣鈱W(xué)玻璃受熱變形將產(chǎn)生光學(xué)表面光圈的變化，溫度不穩(wěn)定將直接影響測(cè)量精度的可靠性，所以激光干涉儀的使用對(duì)環(huán)境也有一定的要求：
1、溫度要求在20℃左右，濕度不大于60%。
2、遠(yuǎn)離振動(dòng)源，以免條紋產(chǎn)生抖動(dòng)影響測(cè)量精度的判斷。
