声光式激光外差振动测量系统研制与实验研究

来源：激光与红外杂志2015年第8期北京时间：

作者：刘建，冯国英，谷晓彬，罗韵，周寿桓

单位：四川大学电子信息学院，四川 成都 610065；华北光电技术研究所，北京 100015；

摘要：设计并搭建了一套声光移频式的激光外差振动测量系统，包括光路部分和信号处理部分，并对该振动测量系统进行了实验验证。实验结果表明，当频率在10~100 Hz、100~1000 Hz、1~10 kHz频段内时，其测量相对误差分别小于0.15%、0.07%和0.03%，并且相对误差随着频率的增加而减小；解调信号幅值随着驱动电压的增大而增大，显示出了很好的振幅响应特性。此外，对该系统在小型旋转机械故障监测中的应用进行了实验探究。对一小型旋转机械故障前、后的振动进行了测量，记录了其波形以及频谱信息。测量结果表明，当该旋转设备存在故障时其振动时域波形图发生明显变化；频谱分析结果显示，在175~250 Hz频段内，频谱幅值相对变小；在250~350 Hz频段内产生了新的频谱成分，从而验证了将该系统应用于小型旋转机械故障监测中的可行性。

关键词：激光外差;振动测量;多普勒;声光效应;锁相环

基金资助：国家自然科学基金项目(No.60890200；No.10976023)资助