用于測量超聲波手術(shù)刀的振動信息
一、客戶需求
測試工況：用于測量超聲波手術(shù)刀的振動信息。
二、解決方案
使用激光測振儀對被測物體進(jìn)行非接觸的振動測量，測量精度高，測試方便，系統(tǒng)測試方案如下圖所示：
三、系統(tǒng)組成
非接觸振動測試系統(tǒng)主要由光纖激光測振儀光學(xué)頭、激光測振儀控制箱、Z軸升降臺、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、分析軟件等組成。Z軸升降臺用于升降激光干涉儀光學(xué)頭，便于測量，使激光垂直打在被測物體上，激光測振儀把被測物體的振動測試出來，傳輸至數(shù)據(jù)采集卡，使用軟件計算出被測物體的振動信息。
3.1激光測振儀
激光測振儀主要由激光測振儀光學(xué)頭、激光測振儀控制箱組成，激光測振儀使用先進(jìn)的非接觸動態(tài)干涉技術(shù)，用于精確測量物體的振動速度、加速度、位移和頻率等；信號處理器內(nèi)置低功耗嵌入式處理器，數(shù)據(jù)處理快。通過對測試到的干涉信號進(jìn)行處理，即時輸出對應(yīng)電壓模擬信號（攜帶被測物體振動信息）。
3.2 激光測振儀原理
激光測振儀的核心是一臺高精密激光干涉儀和一臺信號處理器。高精密激光干涉儀內(nèi)的激光器發(fā)出的偏振光（設(shè)頻率為F0）由分光鏡分成兩路，一路作為測量，一路用于參考。測量光通過聲光調(diào)制器具有一定頻移（F）,再被聚焦到被測物體表面，物體振動引起多普勒頻移（f=2v/λ）。系統(tǒng)收集反射光并與參考光匯聚在傳感器上，這樣兩束光在傳感器表面產(chǎn)生干涉，干涉信號的頻率為F+f，攜帶了被測物體的振動信息。信號處理器將頻移信號轉(zhuǎn)換為速度和位移信號。
由于多普勒頻移f=2v/λ,即f 與速度(v)成正比變化。傳感器獲得的信號再經(jīng)過頻率電壓轉(zhuǎn)化為電壓信號U,由于該轉(zhuǎn)化為線性，即U=k(F+f)+L=k*f+L’，其中L,L’為常數(shù)，電壓通過高通濾波去處直流分量得U=k*f=2kv/ λ，則v=k’*U，電壓與振動速度成正比。
3.3系統(tǒng)示意圖
單點激光測振儀系統(tǒng)主要由激光干涉儀、信號處理器、數(shù)據(jù)采集卡、分析軟件等組成，激光測振儀系統(tǒng)簡化結(jié)構(gòu)圖如下：
激光干涉儀使用先進(jìn)的非接觸動態(tài)干涉技術(shù)，用于精確測量物體的振動速度、加速度、位移和頻率等
信號處理器內(nèi)置低功耗嵌入式處理器，數(shù)據(jù)處理快。通過對測試到的干涉信號進(jìn)行處理，即時輸出對應(yīng)電壓模擬信號（攜帶被側(cè)物體振動信息）。
軟件分析系統(tǒng)是一款實時信號分析軟件，可即時對被測信息其進(jìn)行處理分析。軟件具有友好的用戶操作界面，提供FFT頻譜分析，高通、低通及帶通濾波器，位移、速度及加速度信號顯示功能，可非常直觀的顯示測量結(jié)果。它還具有在線存儲測量功能，對后期的科學(xué)研究、產(chǎn)品改進(jìn)及數(shù)據(jù)對比等具有重要意義。
3.4應(yīng)用領(lǐng)域
振動量值的測量是計量科學(xué)中一個非常重要的方面。激光測振儀采用非接觸式動態(tài)干涉測量技術(shù)，在以下各方面有廣泛的應(yīng)用：
-
馬達(dá)回轉(zhuǎn)動態(tài)精度測試；
-
機(jī)床動態(tài)精度測試；
-
生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、動物學(xué)研究；
-
汽車工業(yè)：發(fā)動機(jī)、齒輪、制動器、輪胎、排氣系統(tǒng)、車身等；
-
計算機(jī)外設(shè)的動態(tài)測試：硬盤驅(qū)動器、光盤機(jī)、磁帶機(jī)、頭/盤接口等；
-
微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）動態(tài)測試；
-
橋梁、建筑振動測試。
-
激光測振儀不僅適用于常規(guī)振動測量，更在一些由于被測物體表面影響或測量條件的限制接觸式難以解決的領(lǐng)域發(fā)揮特殊作用：
-
不能有附加質(zhì)量影響的器件，如輕巧、柔性或微型結(jié)構(gòu)等；
-
傳感器不易靠近或易損壞的惡劣場合，如高溫、腐蝕、放射、高壓等；
-
需要大量測試點，如大型構(gòu)件模態(tài)測量等；
-
大振幅、高g值振動、沖擊測量；
-
極低頻率或者極高頻率測量
3.5特點
-
非接觸式測量、無附加質(zhì)量影響；
-
光纖探頭小巧；
-
測量表面無需處理；
-
抗干擾能力強(qiáng)；
-
極大的動態(tài)范圍和極高的測量精度；
-
軟件操作界面友好，功能豐富，具有強(qiáng)大的擴(kuò)展功能。
點擊數(shù)：1754 錄入時間：2020-11-21 15:09:47【打印此頁】【返回】
