CN111272430A - 一种基于光学干涉原理的轴承振动测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于光学干涉原理的轴承振动测量装置及其测量方法。该装置包括激光器、分光镜、反射镜一、电荷耦合器件以及信号处理***。激光器用于向待测轴承发射激光束，分光镜使激光束分成反射光束和透射光束，反射镜一用于将反射光束反射回分光镜。分光镜设置在反射镜一与电荷耦合器件之间，透射光束在运动至待测轴承后由待测轴承的振动位移而改变光程长度并反射回分光镜，且与反射回分光镜的反射光束发生干涉并产生干涉条纹。电荷耦合器件用于捕获干涉条纹，并将干涉条纹转换为相应的电子信息。信号处理***用于计算出待测轴承机械振动的位移量。本发明有效地提高了测量精度和反应灵敏度，为后续的振动消除工作提供良好的数据保障。

Description

一种基于光学干涉原理的轴承振动测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及轴承检测技术领域的一种轴承振动测量装置，尤其涉及一种基于光学干涉原理的轴承振动测量装置，还涉及该测量装置的基于光学干涉原理的轴承振动测量方法。

背景技术

轴承工作过程往往会伴随着机械振动的产生，而机械振动往往会对***的性能产生显著的影响。另外，机械工作时噪音的大小往往与***在工作过程中的振动息息相关。因此，***的机械振动是在考虑机器性能时必不可少的一个因素。而现有的消除机械振动的技术往往以良好的获知机器工作过程中的振动情况为前提。

一方面，现有的轴承检测装置及方法均是进行低速检测，而轴承实际工作状态通常是在高速下运行，目前低速检测手段无法满足对轴承实际性能的掌握，存在检测数据根本无法满足实际工作的问题。所以，具有高精度、高灵敏度的轴承振动测量装置具有明显的工程意义。另一方面，对于轴承这一类体积较小的机械零件的振动位移测量，一般是使用振动仪进行检测。但是，现有的振动仪使用的振动块的质量会对测量结果造成原理上的误差，无法满足高精度的需求。

发明内容

为解决现有的轴承震动位移测量装置不满足高速测量，且测量精度低的技术问题，本发明提供一种基于光学干涉原理的轴承振动测量装置及其测量方法。

本发明采用以下技术方案实现：一种基于光学干涉原理的轴承振动测量装置，其用于测量待测轴承的机械振动位移，其包括：

激光器，其用于向待测轴承发射与待测轴承的轴向平行的激光束；

分光镜，其设置在待测轴承与激光器之间，且镜面与所述激光束非垂直设置，使所述激光束通过所述镜面分成反射光束和透射光束；

反射镜一，其设置在所述反射光束的运动路径上，并用于将所述反射光束反射回分光镜；

电荷耦合器件，分光镜设置在反射镜一与电荷耦合器件之间；所述透射光束在运动至待测轴承后由待测轴承的振动位移而改变光程长度并反射回分光镜，且与反射回分光镜的所述反射光束发生干涉并产生干涉条纹；电荷耦合器件用于捕获所述干涉条纹，并将所述干涉条纹转换为相应的电子信息；以及

信号处理***，其用于先根据所述电子信息，将所述反射光束的恒定光程长度作为参考光程，以计算所述透射光束在待测轴承上产生的光程差，再根据所述光程差，通过一个预设的光程差-位移量对照表或函数关系，计算出待测轴承机械振动的位移量；其中，所述光程差与所述位移量在所述光程差-位移量对照表或函数关系中存在一一对应的对照关系。

本发明通过激光器发射激光束，激光束在分光镜处分成投射光束和反射光束，反射光束会在反射镜一处发生发射并折返回分光镜，而投射光束则在待测轴承处发生反射而返回分光镜，由于反射光束的光程长度不变而投射光束由待测轴承发生振动位移而使光程长度发生改变，这样这两束光束就会在分光镜处发生干涉，而电荷耦合器件则可以捕获干涉产生的干涉条纹，并将其转化为电子信息，如此信号处理***就可以根据这一信息，将反射光束的恒定光程长度作为参考，计算光程差，随后根据光程差计算出待测轴承的位移量，这样利用光学干涉测量位移量可以使误差达到激光的波长的数量级，解决了现有的轴承震动位移测量装置不满足高速测量，且测量精度低的技术问题，得到了能进行高速检测，测量精度高的技术效果。

作为上述方案的进一步改进，所述轴承振动测量装置还包括：

光学隔离器，其设置在激光器与分光镜之间，用于供所述激光束穿过并阻止位于分光镜一侧的光束返回至激光器。

进一步地，所述光学隔离器包括起偏器和波片；起偏器和波片均位于所述激光束的运动路径上，起偏器设置在激光器与波片之间。

作为上述方案的进一步改进，所述轴承振动测量装置还包括：

三个前置透镜，其分别设置在分光镜与待测轴承、反射镜一、电荷耦合器件之间。

作为上述方案的进一步改进，所述信号处理***包括滤波放大模块、AD转换器、门限比较器、判向计数器以及处理器；所述滤波放大模块用于对所述电子信息进行滤波放大，并将滤波放大信号通过所述门限比较器和所述判向计数器处理后输入至所述AD转换器中进行转换，以获得数字信号；所述处理器根据所述数字信号，计算所述位移量。

作为上述方案的进一步改进，所述轴承振动测量装置包括：

测试平台；激光器、分光镜、反射镜一以及电荷耦合器件均安装在测试平台上；以及

轴承驱动定位机构，其包括电机和安装架；安装架安装在测试平台上，并用于定位待测轴承；电机安装在测试平台上，且输出轴与待测轴承的内圈套接。

进一步地，所述轴承振动测量装置还包括：

反射镜二，其安装在安装架上，且未遮住待测轴承，并用于反射所述透射光束至分光镜。

再进一步地，所述轴承振动测量装置包括：

显示屏，其安装在测试平台上，并用于显示所述干涉条纹以及所述位移量。

进一步地，激光器为He-Ne激光光源，波片为1/4波片。

本发明还提供一种基于光学干涉原理的轴承振动测量方法，其应用于上述任意所述的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置中，其包括以下步骤：

(a)向待测轴承发射激光束；

(b)通过回分光镜将所述激光束分为反射光束和透射光束，使所述透射光束发射至待测轴承；

(c)将所述反射光束反射回分光镜；其中，所述透射光束在运动至待测轴承后由待测轴承的振动位移而改变光程长度并反射回分光镜，且与反射回分光镜的所述反射光束发生干涉并产生干涉条纹；

(d)捕获所述干涉条纹，并将所述干涉条纹转换为相应的电子信息；

(e)先根据所述电子信息，将所述反射光束的恒定光程长度作为参考光程，以计算所述透射光束在待测轴承上产生的光程差，再根据所述光程差，通过一个预设的光程差-位移量对照表或函数关系，计算出待测轴承机械振动的位移量；其中，所述光程差与所述位移量在所述光程差-位移量对照表或函数关系中存在一一对应的对照关系。

相较于现有的轴承震动位移测量装置，本发明的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置及其测量方法具有以下有益效果：

1、该基于光学干涉原理的轴承振动测量装置，其通过激光器发射激光束，激光束在分光镜处分成投射光束和反射光束，反射光束会在反射镜一处发生发射并折返回分光镜，而投射光束则在待测轴承处发生反射而返回分光镜，由于反射光束的光程长度不变而投射光束由待测轴承发生振动位移而使光程长度发生改变，这样这两束光束就会在分光镜处发生干涉，而电荷耦合器件则可以捕获干涉产生的干涉条纹，并将其转化为电子信息，如此信号处理***就可以根据这一信息，将反射光束的恒定光程长度作为参考，计算光程差，随后根据光程差计算出待测轴承的位移量，这样利用光学干涉测量位移量可以使误差达到激光的波长的数量级，不再使用传统的振动块以及贴于表面的振动位移传感器，减少了振动块带来的原理误差，基本消除了人为的计数误差，从而有效地提高了测量精度和反应灵敏度，为后续的振动消除工作提供良好的数据保障。

2、该基于光学干涉原理的轴承振动测量装置，其在测量待测轴承的振动位移时，由于通过激光的干涉实现位移量的测量工作，因此待测轴承可以在高速下运转，即测量装置就可以对各种高速状态下的轴承进行测量，可以掌握轴承的实际使用性能，而且由于激光干涉所涉及的误差数量级非常小，可以精确地测量出高速运转的轴承的振动位移量，这样测量装置可以使用在各种测量环境中，应用领域更加广泛。

3、该基于光学干涉原理的轴承振动测量装置，其还设置光学隔离器，光学隔离器可以有效防止被测物体和参考光路返回激光器干扰激光器的输出，保证了激光信号的稳定性。该光学隔离器可以由起偏器和波片组成，激光束返回再次经过时成为与初始激光偏振方向下次的线偏振光，不能透过起偏器进入激光，因而排出激光的反向干扰。

4、该基于光学干涉原理的轴承振动测量方法，其通过待测轴承振动改变投射光束的光程长度，进而导致干涉条纹的变化而计算出待测轴承振动的位移量，在实际生产设计轴承中，能够对生产出来的轴承的径向振动位移特性进行有效的分析，提高了轴承振动测量的准确性。并且，由于激光干涉所产生的干涉条纹的变化处于波长的数量级，即变化单位达到纳米级别，这样所能够测量出的位移量的数量级也非常小，进而可以提高测量的灵敏度。

附图说明

图1为本发明实施例1的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置的原理图。

图2为图1中的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置的俯视图。

图3为图1中的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置中数据处理***框图。

图4为本发明实施例2的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置的正视图。

图5为图4中的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置从另一个视角观察的俯视图；

图6为图4中的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置的后视图；

图7为图4中的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置的左视图。

符号说明：

1 待测轴承 8 前置透镜

2 激光器 9 反射镜二

3 分光镜 10 测试平台

4 反射镜一 11 电机

5 电荷耦合器件 12 安装架

6 起偏器 13 显示屏

7 波片

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

请参阅图1、图2以及图3，本实施例提供了一种基于光学干涉原理的轴承振动测量装置，该测量装置用于测量待测轴承1的机械振动位移。该测量装置可以作为轴承质量测量中的检测设备，可以通过检测轴承在高速运动过程中所产生的振动位移而判断轴承质量的优劣，也可以作为轴承检测试验的实验设备，以用作对轴承的性能进行实验，还可以作为维修轴承的测量设备。该测量装置包括激光器2、分光镜3、反射镜一4、电荷耦合器件5以及信号处理***，还可包括前置透镜8、反射镜二9、测试平台10、轴承驱动定位机构以及显示屏13。

激光器2用于向待测轴承1发射激光束，并且激光束与待测轴承1的轴向平行。在本实施例中，激光器2安装在测试平台10上，其设置在测试平台10靠近边缘处，并用于向测试平台10的中心发射激光束。激光器2为He-Ne激光光源，其频率特性非常稳定，可以提供稳定的激光束。当然，在其他实施例中，激光器2可以采用其他的激光光源，具体的光源类型可以根据实际需要进行选择。

分光镜3设置在待测轴承1与激光器2之间，而且镜面与所述激光束非垂直设置，使所述激光束通过所述镜面分成反射光束和透射光束。在本实施例中，分光镜3安装在在测试平台10上，其设置在测试平台10的台面中心处，与激光束的夹角不是直角，这样可以使激光束在透镜上产生反射光束和投射光束，并保证反射光束不会在反射后返回至激光器2。分光镜3可以通过胶粘、焊接、卡接等方式固定在测试平台10上，其高度比激光器2的高度要更加高，并且其具有较大的镜面，激光束会完全打到分光镜3的镜面上。

反射镜一4设置在所述反射光束的运动路径上，并用于将所述反射光束反射回分光镜3。在本实施例中，反射镜一4安装在测试平台10上，其中心轴与激光束垂直。反射镜一4的镜面应当足够大，其可以将反射光束完全反射回分光镜3。反射镜一4可以采用圆形反射镜，其可通过卡接、粘接等方式固定在测试平台10上。

电荷耦合器件5又称为CCD器件，其为CCD相机的部分结构。其中，分光镜3设置在反射镜一4与电荷耦合器件5之间。所述透射光束在运动至待测轴承1后由待测轴承1的振动位移而改变光程长度并反射回分光镜3，而且与反射回分光镜3的所述反射光束发生干涉并产生干涉条纹。电荷耦合器件5用于捕获所述干涉条纹，并将所述干涉条纹转换为相应的电子信息。在本实施例中，电荷耦合器件5安装在测试平台10上，其与待测轴承1、激光器2、反射镜一4位于矩形的四个边上，并且中心轴相交于同一点，而且该点位于分光镜3上，可优选集中于分光镜3的中心处。

前置透镜8的数量为三个，并且三个前置透镜8分别设置在分光镜3与待测轴承1、反射镜一4、电荷耦合器件5之间。前置透镜8可以增强光束，例如设置在分光镜3与电荷耦合器件5之间的前置透镜8可以使产生的干涉条纹聚集在电荷耦合器件5上，增强光学效果。

轴承驱动定位机构包括电机11和安装架12。安装架12安装在测试平台10上，并用于定位待测轴承1。电机11安装在测试平台10上，而且输出轴与待测轴承1的内圈套接。反射镜二9安装在安装架12上，而且未遮住待测轴承1，并用于反射所述透射光束至分光镜3。待测轴承2在电机11驱动下在水平方向上产生振动位移，同时带动粘贴于安装架12的反射镜二9产生水平方向上的位移，水平方向上的位移通过激光干涉能够产生表达出水平方向上位移的干涉条纹。该电机11的特点是转速调节范围长，在工作过程中转速恒定，精确度高，激光干涉产生的干涉条纹通过CCD元件视频信号通过后续信号处理电路的处理分析，产生最终的水平位移量。

反射镜二9安装在安装架12上，而且未遮住待测轴承1，并用于反射所述透射光束至分光镜3。反射镜二9能够充分地将投射光束反射回分光镜3，使反射光束和投射光束在干涉平线上相交。当待测轴承1振动时，两束激光的光程差发生变化，干涉条纹随之变化，这些变化可以被后面的光学显微结构放大。由于反射光束的光程长度不变，而投射光束的光程长度是随被测物体的移动而改变的。因此，当两束光的光程差是激光半波长的偶数倍时，光束相互叠加而加强，在电荷耦合器件5上形成亮条纹；当光程差是激光半波长的奇数倍时，两束光波相互抵消，在电荷耦合器件5上形成暗条纹。结果，两束合成光的强度加强或减弱，完全是由两束光的光程差来决定的。而反射光束的光程是不变的，透射光束的光程则随被测轴承1的振动位移变化，为此，干涉条纹的明暗变化，直接可以测量被测轴承的微位移距离，这也为后续测量振动的位移量提供了理论依据。

信号处理***用于先根据所述电子信息，将所述反射光束的恒定光程长度作为参考光程，以计算所述透射光束在待测轴承1上产生的光程差，再根据所述光程差，通过一个预设的光程差-位移量对照表或函数关系，计算出待测轴承1机械振动的位移量。其中，所述光程差与所述位移量在所述光程差-位移量对照表或函数关系中存在一一对应的对照关系。在本实施例中，所述信号处理***包括滤波放大模块、AD转换器、门限比较器、判向计数器以及处理器；所述滤波放大模块用于对所述电子信息进行滤波放大，并将滤波放大信号通过所述门限比较器和所述判向计数器处理后输入至所述AD转换器中进行转换，以获得数字信号。所述处理器(可以采用单片机)根据所述数字信号，计算所述位移量。干涉条纹的CCD视频信号通过后续数据采集、滤波放大，门限比较器，判向计数器，送入计算机自动处理并输出结果，CCD是在时钟脉冲控制下利用移位寄存器的功能实现电荷包的读取与输出形成一系列幅值不等的时钟脉冲序列。整个过程可用嵌入式微型计算机的软件部分进行实现。

显示屏13安装在测试平台10上，并用于显示所述干涉条纹以及所述位移量。显示屏13为上位机的显示屏，其能够在信号处理***计算出位移量后及时显示出来，这样测量人员就可以及时掌握待测轴承1的振动位移情况，同时也可以将该位移量记录下来。当然，位移量的数据也可以自动保存在上位机中，并且在上位机中绘制相应的变化曲线，并在显示屏13中进行实时显示。另外，在一些实施例中，上位机可以将这些位移量数据通过以太网远程传输至后台的数据监测平台上，并形成各个待测轴承1的云数据，这样在后续查看轴承的生产状况时可以提供数据支撑。

综上所述，相较于现有的轴承震动位移测量装置，本实施例的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置具有以下优点：

1、该基于光学干涉原理的轴承振动测量装置，其通过激光器2发射激光束，激光束在分光镜3处分成投射光束和反射光束，反射光束会在反射镜一4处发生发射并折返回分光镜3，而投射光束则在待测轴承1处发生反射而返回分光镜3，由于反射光束的光程长度不变而投射光束由待测轴承1发生振动位移而使光程长度发生改变，这样这两束光束就会在分光镜处发生干涉，而电荷耦合器件5则可以捕获干涉产生的干涉条纹，并将其转化为电子信息，如此信号处理***就可以根据这一信息，将反射光束的恒定光程长度作为参考，计算光程差，随后根据光程差计算出待测轴承的位移量，这样利用光学干涉测量位移量可以使误差达到激光的波长的数量级，不再使用传统的振动块以及贴于表面的振动位移传感器，减少了振动块带来的原理误差，基本消除了人为的计数误差，从而有效地提高了测量精度和反应灵敏度，为后续的振动消除工作提供良好的数据保障。

2、该基于光学干涉原理的轴承振动测量装置，其在测量待测轴承1的振动位移时，由于通过激光的干涉实现位移量的测量工作，因此待测轴承1可以在高速下运转，即测量装置就可以对各种高速状态下的轴承进行测量，可以掌握轴承的实际使用性能，而且由于激光干涉所涉及的误差数量级非常小，可以精确地测量出高速运转的轴承的振动位移量，这样测量装置可以使用在各种测量环境中，应用领域更加广泛。

实施例2

请参阅图4-7，本实施例提供了一种基于光学干涉原理的轴承振动测量装置，该装置在实施例1的基础上增加了光学隔离器。光学隔离器设置在激光器2与分光镜3之间，并用于供所述激光束穿过并阻止位于分光镜3一侧的光束返回至激光器2。在本实施例中，光学隔离器包括起偏器6和波片7。起偏器6和波片7均位于所述激光束的运动路径上，起偏器6设置在激光器2与波片7之间。其中，波片7为1/4波片。

该基于光学干涉原理的轴承振动测量装置，其光学隔离器可以有效防止被测物体和参考光路返回激光器2干扰激光器2的输出，保证了激光信号的稳定性。该光学隔离器可以由起偏器6和波片7组成，激光束返回再次经过时成为与初始激光偏振方向下次的线偏振光，不能透过起偏器6进入激光，因而排出激光的反向干扰。

实施例3

本实施例提供了一种轴承生产***，该***包括实施例1或实施例2中的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置，还包括报警装置和控制器。控制器用于判断信号处理***所测量的位移量是否大于一个预设位移。在位移量大于预设位移时，控制器会驱使报警装置发出报警信息，提醒生产人员轴承的振动位移过大，并停止电机11转动。当位移量不大于预设位移时，控制器将连续产生的位移量绘制成测量曲线，并显示在显示屏13上，同时还判断测量时间是否达到一个预设时间。在测量时间达到一个预设时间时，控制器停止电机11转动，同时驱使报警装置发出测试完毕信息，以提醒生产人员完成对待测轴承1的测量工作，即待测轴承1为合格产品。这样，该轴承生产***就可以实现对轴承的快速检测，并且检测精度非常高，同时检测的过程自动化程度高，可提高轴承检测效率，防止人工检测所产生的误差。

实施例4

本实施例提供了一种基于光学干涉原理的轴承振动测量方法，该测量方法应用于实施例1或实施例2的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置中。在本实施例中，该测量方法可以作为独立的程序设置在上位机中，也可以设置成测量模块以进行应用。其中，该测量方法包括以下这些步骤。

(a)向待测轴承1发射激光束。这里，可以通过程序控制的方式对激光器2进行控制，即需要发射激光束时就启动激光器2，否则就关闭激光器2。

(b)通过回分光镜3将所述激光束分为反射光束和透射光束，使所述透射光束发射至待测轴承1。分光镜3可以通过其他驱动组件调节其相对于测量平台10的位置，即在需要分光时就驱使驱动组件将分光镜3移动至分光位置。

(c)将所述反射光束反射回分光镜3。其中，所述透射光束在运动至待测轴承1后由待测轴承1的振动位移而改变光程长度并反射回分光镜3，且与反射回分光镜3的所述反射光束发生干涉并产生干涉条纹。同样，本步骤也可以通过程序控制的方式对反光镜一4进行控制，以实现反光功能。

(d)捕获所述干涉条纹，并将所述干涉条纹转换为相应的电子信息。本步骤可以通过电荷耦合器件5实现，其可以为CCD相机的执行步骤。

(e)先根据所述电子信息，将所述反射光束的恒定光程长度作为参考光程，以计算所述透射光束在待测轴承1上产生的光程差，再根据所述光程差，通过一个预设的光程差-位移量对照表或函数关系，计算出待测轴承1机械振动的位移量。其中，所述光程差与所述位移量在所述光程差-位移量对照表或函数关系中存在一一对应的对照关系。

该基于光学干涉原理的轴承振动测量方法，其通过待测轴承1振动改变投射光束的光程长度，进而导致干涉条纹的变化而计算出待测轴承1振动的位移量，在实际生产设计轴承中，能够对生产出来的轴承的径向振动位移特性进行有效的分析，提高了轴承振动测量的准确性。并且，由于激光干涉所产生的干涉条纹的变化处于波长的数量级，即变化单位达到纳米级别，这样所能够测量出的位移量的数量级也非常小，进而可以提高测量的灵敏度。

实施例5

本实施例提供了一种计算机终端，其包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。处理器执行程序时实现实施例4的基于光学干涉原理的轴承振动测量方法的步骤。

实施例4的基于光学干涉原理的轴承振动测量方法在应用时，可以软件的形式进行应用，如设计成独立运行的程序，安装在计算机终端上，计算机终端可以是电脑、智能手机、控制***以及其他物联网设备等。实施例4的基于光学干涉原理的轴承振动测量方法也可以设计成嵌入式运行的程序，安装在计算机终端上，如安装在单片机上。

实施例6

本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。程序被处理器执行时，实现实施例4的基于光学干涉原理的轴承振动测量方法的步骤。

实施例4的基于光学干涉原理的轴承振动测量方法在应用时，可以软件的形式进行应用，如设计成计算机可读存储介质可独立运行的程序，计算机可读存储介质可以是U盘，设计成U盾，通过U盘设计成通过外在触发启动整个方法的程序。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于光学干涉原理的轴承振动测量装置，其用于测量待测轴承(1)的机械振动位移，其特征在于，其包括：

激光器(2)，其用于向待测轴承(1)发射与待测轴承(1)的轴向平行的激光束；

分光镜(3)，其设置在待测轴承(1)与激光器(2)之间，且镜面与所述激光束非垂直设置，使所述激光束通过所述镜面分成反射光束和透射光束；

反射镜一(4)，其设置在所述反射光束的运动路径上，并用于将所述反射光束反射回分光镜(3)；

电荷耦合器件(5)，分光镜(3)设置在反射镜一(4)与电荷耦合器件(5)之间；所述透射光束在运动至待测轴承(1)后由待测轴承(1)的振动位移而改变光程长度并反射回分光镜(3)，且与反射回分光镜(3)的所述反射光束发生干涉并产生干涉条纹；电荷耦合器件(5)用于捕获所述干涉条纹，并将所述干涉条纹转换为相应的电子信息；以及

信号处理***，其用于先根据所述电子信息，将所述反射光束的恒定光程长度作为参考光程，以计算所述透射光束在待测轴承(1)上产生的光程差，再根据所述光程差，通过一个预设的光程差-位移量对照表或函数关系，计算出待测轴承(1)机械振动的位移量；其中，所述光程差与所述位移量在所述光程差-位移量对照表或函数关系中存在一一对应的对照关系。

2.如权利要求1所述的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置，其特征在于，所述轴承振动测量装置还包括：

光学隔离器，其设置在激光器(2)与分光镜(3)之间，用于供所述激光束穿过并阻止位于分光镜(3)一侧的光束返回至激光器(2)。

3.如权利要求2所述的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置，其特征在于，所述光学隔离器包括起偏器(6)和波片(7)；起偏器(6)和波片(7)均位于所述激光束的运动路径上，起偏器(6)设置在激光器(2)与波片(7)之间。

4.如权利要求1所述的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置，其特征在于，所述轴承振动测量装置还包括：

三个前置透镜(8)，其分别设置在分光镜(3)与待测轴承(1)、反射镜一(4)、电荷耦合器件(5)之间。

5.如权利要求1所述的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置，其特征在于，所述信号处理***包括滤波放大模块、AD转换器、门限比较器、判向计数器以及处理器；所述滤波放大模块用于对所述电子信息进行滤波放大，并将滤波放大信号通过所述门限比较器和所述判向计数器处理后输入至所述AD转换器中进行转换，以获得数字信号；所述处理器根据所述数字信号，计算所述位移量。

6.如权利要求1所述的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置，其特征在于，所述轴承振动测量装置包括：

测试平台(10)；激光器(2)、分光镜(3)、反射镜一(4)以及电荷耦合器件(5)均安装在测试平台(10)上；以及

轴承驱动定位机构，其包括电机(11)和安装架(12)；安装架(12)安装在测试平台(10)上，并用于定位待测轴承(1)；电机(11)安装在测试平台(10)上，且输出轴与待测轴承(1)的内圈套接。

7.如权利要求6所述的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置，其特征在于，所述轴承振动测量装置还包括：

反射镜二(9)，其安装在安装架(12)上，且未遮住待测轴承(1)，并用于反射所述透射光束至分光镜(3)。

8.如权利要求6所述的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置，其特征在于，所述轴承振动测量装置包括：

显示屏(13)，其安装在测试平台(10)上，并用于显示所述干涉条纹以及所述位移量。

9.如权利要求3所述的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置，其特征在于，激光器(2)为He-Ne激光光源，波片(7)为1/4波片。

10.一种基于光学干涉原理的轴承振动测量方法，其应用于如权利要求1-9中任意一项所述的基于光学干涉原理的轴承振动测量装置中，其特征在于，其包括以下步骤：

(a)向待测轴承(1)发射激光束；

(b)通过回分光镜(3)将所述激光束分为反射光束和透射光束，使所述透射光束发射至待测轴承(1)；

(c)将所述反射光束反射回分光镜(3)；其中，所述透射光束在运动至待测轴承(1)后由待测轴承(1)的振动位移而改变光程长度并反射回分光镜(3)，且与反射回分光镜(3)的所述反射光束发生干涉并产生干涉条纹；

(d)捕获所述干涉条纹，并将所述干涉条纹转换为相应的电子信息；

(e)先根据所述电子信息，将所述反射光束的恒定光程长度作为参考光程，以计算所述透射光束在待测轴承(1)上产生的光程差，再根据所述光程差，通过一个预设的光程差-位移量对照表或函数关系，计算出待测轴承(1)机械振动的位移量；其中，所述光程差与所述位移量在所述光程差-位移量对照表或函数关系中存在一一对应的对照关系。

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