JPH06117914A - Laser doppler type vibrometer - Google Patents
Laser doppler type vibrometerInfo
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- JPH06117914A JPH06117914A JP26763092A JP26763092A JPH06117914A JP H06117914 A JPH06117914 A JP H06117914A JP 26763092 A JP26763092 A JP 26763092A JP 26763092 A JP26763092 A JP 26763092A JP H06117914 A JPH06117914 A JP H06117914A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、配管、機器、構造物等
の振動を非接触で測定するレーザドプラ方式振動計に係
り、特に振動や空気の揺らぎ等の外乱に対して安定なレ
ーザドプラ方式振動計に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser Doppler vibrometer for measuring the vibrations of pipes, equipment, structures, etc. in a non-contact manner, and more particularly to a laser Doppler vibration which is stable against external disturbances such as vibrations and air fluctuations. Regarding the total.
【０００２】[0002]
【従来の技術】振動物体の振動を、振動物体表面に照射
したレーザ光の受けるドプラシフト量から測定するレー
ザドプラ方式振動計の構成図を図６に示す。このレーザ
ドプラ方式振動計はレーザ光源１から特定の周波数
ｆo 、波長λo で安定的にレーザビーム２ａを出力して
おり、出力されたレーザビーム２ａは、ビームスプリッ
タ３ａによりレーザビーム２ａと直交する光軸方向を持
つレーザビーム２ｂ及び同一光軸方向をもつレーザビー
ム２ｃに分割される。2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a configuration diagram of a laser Doppler vibrometer for measuring the vibration of a vibrating object from the amount of Doppler shift received by a laser beam applied to the surface of the vibrating object. This laser Doppler vibrometer stably outputs a laser beam 2a at a specific frequency f o and wavelength λ o from the laser light source 1, and the output laser beam 2a is orthogonal to the laser beam 2a by the beam splitter 3a. It is divided into a laser beam 2b having an optical axis direction and a laser beam 2c having the same optical axis direction.
【０００３】分割された一方のレーザビーム２ｂは、ミ
ラー４ａ等を介して、周波数シフタドライバ５によって
駆動される周波数シフタ６に入射される。レーザビーム
２ｂは、周波数シフタ６によって一定の周波数ｆs だけ
周波数シフトを受け、ｆo ＋ｆs の周波数を持つレーザ
ビーム２ｄとなり、ミラー４ｂ等を介してビームスプリ
ッタ３ｂに入射される。分割された他方のレーザビーム
２ｃは、直進してビームスプリッタ３ｂを通過し、集光
用光学系７によって、Ｄ方向に振動している振動物体８
に照射される。One of the divided laser beams 2b is incident on a frequency shifter 6 driven by a frequency shifter driver 5 via a mirror 4a and the like. The laser beam 2b is frequency-shifted by the constant frequency f s by the frequency shifter 6 to become a laser beam 2d having a frequency of f o + f s , and is incident on the beam splitter 3b via the mirror 4b and the like. The other split laser beam 2c goes straight, passes through the beam splitter 3b, and is oscillated by the focusing optical system 7 in the D direction.
Is irradiated.
【０００４】今振動物体８が周波数ｆm 、最大速度ｖo
で正弦波的に振動していたとすると、その振動速度は時
間ｔの関数としてNow, the vibrating object 8 has a frequency f m and a maximum velocity v o.
If it oscillates sinusoidally at, its vibration velocity is as a function of time t
【数１】ｖ＝ｖo ｓｉｎ（２πｆm ｔ） と表せる。このように振動している振動物体８の表面に
直角に照射されたレーザビーム２ｃは## EQU1 ## It can be expressed as v = v o sin (2πf m t). The laser beam 2c radiated at a right angle to the surface of the vibrating object 8 vibrating in this way
【数２】ｆd ＝２ｖ／λo だけのドプラシフトを受け、周波数ｆo ＋ｆd の散乱光
２ｅとなる。[Number 2] received a Doppler shift of only f d = 2v / λ o, the scattered light 2e of frequency f o + f d.
【０００５】散乱光２ｅは集光用光学系７によってビー
ムスプリッタ３ｂ上に集光され、そこで周波数シフトを
受けたレーザビーム２ｄと重ね合わせられて光検出器９
へと導かれる。光検出器９で変換された電気信号は、レ
ーザビーム２ｄと散乱光２ｅの干渉によって生じたビー
信号周波数The scattered light 2e is condensed on the beam splitter 3b by the condensing optical system 7, where it is superimposed on the frequency-shifted laser beam 2d and the photodetector 9 is formed.
Be led to. The electrical signal converted by the photodetector 9 is the Bee signal frequency generated by the interference between the laser beam 2d and the scattered light 2e.
【数３】ｆB ＝ｆs ＋ｆd ＝ｆs ＋２ｖ／λo の交流成分を持つ微弱信号であるため、これを増幅器１
０によって増幅した後、キャリヤ周波数ｆs のＦＭ信号
として信号処理装置１１によって検波すると振動物体の
振動速度ｖに比例したアナログ信号を得ることができ
る。## EQU3 ## Since this is a weak signal having an AC component of f B = f s + f d = f s +2 v / λ o , this is an amplifier 1
After being amplified by 0 and detected by the signal processing device 11 as an FM signal having a carrier frequency f s , an analog signal proportional to the vibration speed v of the vibrating object can be obtained.
【０００６】このことは文献及び製品化されたレーザド
プラ方式振動計のカタログ等により公知の技術である。This is a well-known technique from literatures and catalogs of commercialized laser Doppler type vibrometers.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のレー
ザドプラ方式振動計では、ビームスプリッタやミラー等
光学素子が多く、また各光学素子により光路長も長くな
ってしまうため、個々の光学素子の振動や光路上におけ
る空気の揺らぎ等の外乱の影響が出力に大きく影響する
ことが問題となっている。However, in the conventional laser Doppler type vibrometer, there are many optical elements such as a beam splitter and a mirror, and the optical path length becomes long due to each optical element. It is a problem that the influence of disturbances such as fluctuations of air on the optical path greatly affects the output.
【０００８】更に周波数シフタとしては音響光学素子
（以後ＡＯＭと呼ぶ）を用いるのが一般的となっている
が、ＡＯＭの場合シフト周波数ｆs を例えば８０ＭＨｚ
程度に大きくすると光検出器を高速応答の大がかりなも
のとしなければならず、またシフト周波数ｆs を例えば
６００ｋＨｚ程度に小さくするとシフトを受けているレ
ーザビームと受けていないレーザビームを分離するのに
大きな空間的広がりを必要とするため、どちらにしても
装置が大型化して取扱いが不便であるという問題点もあ
った。Further, it is general to use an acousto-optic element (hereinafter referred to as AOM) as the frequency shifter. In the case of AOM, the shift frequency f s is, for example, 80 MHz.
If it is increased to a certain extent, the photodetector must be made to have a large scale of high-speed response, and if the shift frequency f s is reduced to, for example, about 600 kHz, a laser beam that has been shifted and a laser beam that has not been shifted can be separated. Since a large space is required, the size of the device is large and the handling is inconvenient.
【０００９】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、振動や空気の揺らぎ等の外乱に強
く、しかも光学系が小型で簡便なレーザドプラ方式振動
計を得ることを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems, and an object thereof is to obtain a laser Doppler vibrometer which is resistant to disturbances such as vibrations and fluctuations of air and has a small optical system and a simple structure. To do.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成する手段として、相互に異なる特定の２波長を持つレ
ーザビームを、同時に同一光軸上に出力するレーザ光源
と；このレーザ光源の出力ビームを、その波長成分毎に
２分割するレーザビーム分割手段と；２分割されたレー
ザビームの一方を振動物体に照射するとともに、振動物
体の振動速度に応じたドプラシフトを受けた散乱光を集
光し、再び前記レーザビーム分割手段に入射させる照射
用及び集光用光学系と；前記２分割されたレーザビーム
の他方を、再びレーザビーム分割手段に入射させ、レー
ザビーム分割手段において前記散乱光と合成させるレー
ザビーム反射手段と；レーザビーム分割手段におけるレ
ーザビームの合成によって生じる干渉光を、電気信号に
変換する光検出器と；この光検出器の出力信号を増幅す
る増幅器と；この増幅器の出力信号からドプラシフト量
を検出し、振動物体の振動速度に比例したアナログ信号
を出力する信号処理装置とをそれぞれ設けるようにした
ものである。As a means for achieving the above object, the present invention provides a laser light source for simultaneously outputting laser beams having specific two different wavelengths on the same optical axis; Laser beam splitting means for splitting the output beam into two for each wavelength component; irradiating the vibrating object with one of the two split laser beams, and collecting scattered light that has undergone Doppler shift according to the vibration speed of the vibrating object. An irradiation and focusing optical system that emits light and re-enters the laser beam splitting means; the other of the two split laser beams is re-entered to the laser beam splitting means, and the scattered light is generated in the laser beam splitting means. And a laser beam reflecting means for synthesizing the laser beam; and a photodetector for converting the interference light generated by the synthesizing the laser beams in the laser beam splitting means into an electric signal. An amplifier that amplifies the output signal of the photodetector; and a signal processing device that detects the Doppler shift amount from the output signal of the amplifier and outputs an analog signal proportional to the vibration speed of the vibrating object Is.
【００１１】[0011]
【作用】本発明に係るレーザドプラ方式振動計において
は、相互に異なる特定の２波長を持つレーザビームを出
力するレーザ光源、及び出力されたレーザビームを各波
長成分毎に２分割するレーザビーム分割手段が用いられ
ている。このため、周波数がシフトしたレーザビームを
生成するための光学素子を省略できる上、比較的小さな
周波数差を持つ２本のレーザビームでも、その生成、分
割及び合成を、非常に小さな空間で行なうことができ、
外乱に対する安定性を向上させることが可能となる。In the laser Doppler vibrometer according to the present invention, a laser light source for outputting a laser beam having two different specific wavelengths, and a laser beam splitting means for splitting the output laser beam into two for each wavelength component. Is used. Therefore, it is possible to omit an optical element for generating a frequency-shifted laser beam, and to generate, divide, and combine two laser beams having a relatively small frequency difference in a very small space. Can
It is possible to improve stability against disturbance.
【００１２】[0012]
【実施例】以下、本発明を図面を参照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１３】図１は、本発明の第１実施例に係るレーザ
ドプラ方式振動計を示すもので、この振動計は、例えば
６００ｋＨｚの特定の周波数差の互いに直交する直線偏
向を持つ２本のレーザビーム２ｆを同時に同一光軸上に
出力するレーザ光源として、例えば安定化Ｈｅ−Ｎｅ横
ゼーマンレーザ光源１２と、このレーザ光源１２から出
力されたレーザビーム２ｆをその各波長成分ごとに２分
割するレーザビーム分割手段１３と、分割されたレーザ
ビームの一方２ｃを振動物体８に照射し、振動物体８の
振動速度に応じたドプラシフトを生じた散乱光２ｅを集
光して再び同じレーザビーム分割手段１３に入射するた
めの照射用及び集光用光学系７と、分割された他方のレ
ーザビーム２ｄを再び同じレーザビーム分割手段１３に
入射するためのレーザビーム反射手段としてのミラー１
４と、この反射されたレーザビーム２ｄと集光された散
乱光２ｅとがレーザビーム分割手段１３において合成さ
れることによって生ずる干渉光２ｇを電気信号に変換す
る光検出器９と、上記光検出器９の出力信号を増幅する
増幅器１０と、上記増幅器１０の出力信号からドプラシ
フト量を検出し振動物体８の振動速度に比例したアナロ
グ信号を出力する信号処理装置１１とを、ケースＡ内に
配置して構成されている。FIG. 1 shows a laser Doppler vibrometer according to a first embodiment of the present invention. This vibrometer comprises two laser beams having linear deflections with a specific frequency difference of 600 kHz which are orthogonal to each other. As a laser light source that simultaneously outputs 2f on the same optical axis, for example, a stabilized He-Ne transverse Zeeman laser light source 12 and a laser beam that divides the laser beam 2f output from this laser light source 12 into two for each wavelength component The vibrating object 8 is irradiated with the dividing means 13 and one of the divided laser beams 2c, and the scattered light 2e that has undergone the Doppler shift according to the vibration speed of the vibrating object 8 is condensed and again directed to the same laser beam dividing means 13. The irradiation and focusing optical system 7 for entering and the laser beam splitting means 13 for entering the other split laser beam 2d into the same laser beam splitting means 13 again. Mirror as Zabimu reflecting means 1
4, a photodetector 9 for converting an interference light 2g generated by combining the reflected laser beam 2d and the condensed scattered light 2e in the laser beam splitting means 13 into an electric signal, and the above photodetection. An amplifier 10 for amplifying the output signal of the container 9 and a signal processing device 11 for detecting the Doppler shift amount from the output signal of the amplifier 10 and outputting an analog signal proportional to the vibration speed of the vibrating object 8 are arranged in the case A. Is configured.
【００１４】前記レーザビーム分割手段１３は、図１に
示すように、レーザビーム２ｆのうち、例えば基準Ｈｅ
−Ｎｅレーザビーム２ｃを完全な水平偏向光、この基準
光から６００ｋＨｚ周波数シフトを受けたレーザビーム
２ｄを完全な垂直偏向光とするための１／２波長板１５
と、このようなレーザビーム２ｆを各偏向方向すなわち
各波長成分ごとに分割するための偏向ビームスプリッタ
３と、ミラー１４によって反射されたレーザビーム２ｄ
を光検出器９に導くための１／４波長板１６ａと、同様
に散乱光２ｅを光検出器９に導くための１／４波長板１
６ｂと、このようにして合成されたレーザビーム２ｄ及
び散乱光２ｅを干渉させるための検光子１７とから構成
されている。As shown in FIG. 1, the laser beam splitting means 13 includes, for example, a reference He in the laser beam 2f.
A half-wave plate 15 for making the Ne laser beam 2c a completely horizontal deflected light and the laser beam 2d having a frequency shift of 600 kHz from this reference light a completely vertical deflected light.
A deflection beam splitter 3 for dividing the laser beam 2f into each deflection direction, that is, each wavelength component, and a laser beam 2d reflected by a mirror 14.
1/4 wavelength plate 16a for guiding the scattered light 2e to the photodetector 9, and a 1/4 wavelength plate 1 for similarly guiding the scattered light 2e to the photodetector 9.
6b and an analyzer 17 for causing the laser beam 2d and the scattered light 2e thus synthesized to interfere with each other.
【００１５】次に、本実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.
【００１６】安定化Ｈｅ−Ｎｅ横ゼーマンレーザ光源１
２から図２（Ａ）に示すように任意の偏向角度θで出力
された２波長直交偏向レーザビーム２ｆは、角度θに対
し予め適切な角度に設定された１／２波長板１５によっ
て、図２（Ｂ）に示すように水平偏向を持つ基準Ｈｅ−
Ｎｅレーザビーム２ｃ及び垂直偏向を持つ周波数シフト
レーザビーム２ｄとなる。このようなレーザビームは、
偏向ビームスプリッタ３によりレーザビーム２ｆと同一
光軸をもつ基準Ｈｅ−Ｎｅレーザビーム２ｃと、レーザ
ビーム２ｆと直交する光軸を持つ周波数シフトされたレ
ーザビーム２ｄとに分離される。Stabilized He-Ne transverse Zeeman laser light source 1
2 to 2A, a two-wavelength orthogonally polarized laser beam 2f output at an arbitrary deflection angle θ is generated by the ½ wavelength plate 15 which is set to an appropriate angle with respect to the angle θ. Reference He- with horizontal deflection as shown in FIG.
It becomes the Ne laser beam 2c and the frequency shift laser beam 2d having vertical deflection. Such a laser beam
The deflecting beam splitter 3 separates a reference He-Ne laser beam 2c having the same optical axis as the laser beam 2f and a frequency-shifted laser beam 2d having an optical axis orthogonal to the laser beam 2f.
【００１７】レーザビーム２ｄは、ミラー１４を介して
２度１／４波長板１６ａを通過することにより、偏向ビ
ームスプリッタ３を透過して検光子１７へ導かれる。The laser beam 2d passes through the deflecting beam splitter 3 and is guided to the analyzer 17 by passing through the mirror 14 and the 2/4 wavelength plate 16a.
【００１８】一方レーザビーム２ｃは、１／４波長板１
６ｂ及び照射用光学系７を介して振動物体８に照射さ
れ、従来例と同様のドプラシフトを受けた散乱光２ｅと
なる。散乱光２ｅは、集光用光学系７によって１／４波
長板１６ｂを介して偏向ビームスプリッタ３上に集光さ
れ、検光子１７へと導かれる。On the other hand, the laser beam 2c is emitted from the quarter wave plate 1
The vibrating object 8 is irradiated with the scattered light 2e that has undergone the Doppler shift similar to that of the conventional example via 6b and the irradiation optical system 7. The scattered light 2e is condensed by the condensing optical system 7 on the deflection beam splitter 3 via the quarter-wave plate 16b, and is guided to the analyzer 17.
【００１９】このようにして合成されたレーザビーム２
ｄ及び散乱光２ｅは、各々主に水平及び垂直偏向成分か
ら構成されているので、例えば４５゜の角度に設定され
た検光子１７によって効率よく干渉させることができ
る。このようにして得られた干渉ビート信号は、従来例
と同様に処理され、振動物体８の振動速度ｖを測定する
ことが可能となる。The laser beam 2 thus synthesized
Since the d and the scattered light 2e are mainly composed of horizontal and vertical deflection components, they can be efficiently interfered by the analyzer 17 set at an angle of 45 °, for example. The interference beat signal thus obtained is processed in the same manner as in the conventional example, and the vibration velocity v of the vibrating object 8 can be measured.
【００２０】しかして、安定化Ｈｅ−Ｎｅ横ゼーマンレ
ーザ光源１２及びレーザビーム分割手段１３を用いてい
るので、筐体Ａを大幅に小さくでき、振動や空気の揺ら
ぎ等の外乱に対する安定性を向上させることができる。However, since the stabilized He-Ne lateral Zeeman laser light source 12 and the laser beam splitting means 13 are used, the housing A can be made much smaller and the stability against external disturbances such as vibrations and air fluctuations is improved. Can be made.
【００２１】図３は、本発明の第２実施例を示すもの
で、前記第１実施例におけるレーザビーム分割手段１３
及びレーザビーム反射手段としてのミラー１４を一体化
して、１つの光学素子１８を構成するようにしたもので
ある。FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention, in which the laser beam splitting means 13 in the first embodiment is used.
Also, the mirror 14 as the laser beam reflecting means is integrated to form one optical element 18.
【００２２】すなわち、この光学素子１８は、図３に示
すように、レーザビーム分割手段１３に含まれる１／２
波長板１５、１／４波長板１６ａ，１６ｂ及び検光子１
７を、偏向ビームスプリッタ３に接着するとともに、ミ
ラー１４を１／４波長板１６ａに接着し、すべてが一体
構造の１つの素子として構成されている。That is, this optical element 18 is, as shown in FIG. 3, a half included in the laser beam splitting means 13.
Wave plate 15, quarter wave plates 16a and 16b, and analyzer 1
7 is adhered to the deflection beam splitter 3, and the mirror 14 is adhered to the quarter-wave plate 16a, all of which are configured as one element having an integrated structure.
【００２３】なお、その他の点については、前記第１実
施例と同一構成となっており、作用も同一である。In other respects, the configuration is the same as that of the first embodiment and the operation is the same.
【００２４】しかして、一体構造の光学素子１８を用い
ることにより、光学素子の個数及び光路の長さをさらに
少なくすることができ、より外乱の影響を受けにくい振
動計を得ることができる。By using the optical element 18 having the integral structure, however, the number of optical elements and the length of the optical path can be further reduced, and a vibrometer which is less susceptible to disturbance can be obtained.
【００２５】図４は、本発明の第３実施例を示すもの
で、大型になってしまう装置群と小型の光学系とを各別
のケース内に収納するようにしたものである。FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention in which a large device group and a small optical system are housed in separate cases.
【００２６】すなわち、電源が必要で大型となってしま
う光検出器９、増幅器１０、信号処理装置１１及び安定
化Ｈｅ−Ｎｅ横ゼーマンレーザ光源１２は、図４に示す
ように、ケース２３内に収納されており、一方小型であ
る光学素子１８と照射用及び集光用光学系７は、センサ
ヘッド２４内に組込まれている。そして、ケース２３内
の素子とセンサヘッド２４内の素子とは、光ファイバコ
ネクタ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ、レーザビーム
入射用光学系２０ａ，２０ｂ、光ファイバ２１ａ，２１
ｂ、及び出力レーザビーム集光用光学系２２ａ，２２ｂ
を介して結合されている。That is, the photodetector 9, the amplifier 10, the signal processing device 11, and the stabilized He-Ne lateral Zeeman laser light source 12 which require a power source and become large in size are housed in a case 23 as shown in FIG. An optical element 18, which is housed and is small in size, and an optical system 7 for irradiation and focusing are incorporated in a sensor head 24. The elements in the case 23 and the elements in the sensor head 24 are composed of optical fiber connectors 19a, 19b, 19c, 19d, laser beam incident optical systems 20a, 20b, and optical fibers 21a, 21.
b, and output laser beam focusing optical systems 22a and 22b
Are connected through.
【００２７】なお、その他の点については前記両実施例
と同一構成となっており、作用も同一である。In other respects, the construction is the same as that of the above-mentioned two embodiments and the operation is also the same.
【００２８】しかして、ケース２３側の素子とセンサヘ
ッド２４側の素子とに分けることにより、取扱いが容易
であるとともに、センサヘッド２４は小型であるので、
狭間部等での計測に便利である。また、２本の光ファイ
バ２１ａ，２１ｂ中を伝播するレーザビームは、いずれ
も参照光として用いられるレーザビーム２ｄと、ドプラ
シフト量を検出する測定用のレーザビーム２ｃ及び散乱
光２ｅとの両方を含むため、光ファイバ２１ａ，２１ｂ
の振動による外乱の効果が相殺され、高精度で信頼性の
高い測定が可能となる。By separating the element on the case 23 side and the element on the sensor head 24 side from each other, handling is easy and the sensor head 24 is small in size.
It is convenient for measurement in narrow spaces. The laser beams propagating through the two optical fibers 21a and 21b include both the laser beam 2d used as the reference light, the measurement laser beam 2c for detecting the Doppler shift amount, and the scattered light 2e. Therefore, the optical fibers 21a and 21b
The effect of disturbance due to the vibration of is canceled out, and high-accuracy and highly reliable measurement becomes possible.
【００２９】図５は、本発明の第４実施例を示すもの
で、前記第３実施例における光学素子１８をケース２３
内に組込むようにするとともに、ケース２３内の素子と
センサヘッド２４内の素子とを、光ファイバコネクタ１
９ｅ，１９ｆ、レーザビーム入射用光学系２０、光ファ
イバ２１、及び出力レーザビーム集光用光学系２２を介
して結合するようにしたものである。FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention. The optical element 18 in the third embodiment is provided with a case 23.
The device inside the case 23 and the device inside the sensor head 24 are connected to the optical fiber connector 1.
9e and 19f, the laser beam incident optical system 20, the optical fiber 21, and the output laser beam condensing optical system 22 are coupled to each other.
【００３０】なお、その他の点については、前記第３実
施例と同一構成となっており、作用も同一である。In other respects, the structure is the same as that of the third embodiment and the operation is the same.
【００３１】しかして、光学素子１８をケース２３内に
組込むことにより、前記第３実施例の場合と異なり、光
ファイバ２１の振動を相殺する効果は得られないが、セ
ンサヘッド２４をさらに小型化することができるととも
に、光伝送系を一系統とすることができる。Therefore, by incorporating the optical element 18 in the case 23, unlike the case of the third embodiment, the effect of canceling the vibration of the optical fiber 21 cannot be obtained, but the sensor head 24 is further miniaturized. The optical transmission system can be integrated into one system.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来に比べ非常に短い光路長で、しかも調整が簡単な光学
系によって振動を測定することができ、振動や空気の揺
らぎ等の外乱に対する安定性を向上させることができる
とともに、光学系を小型にして取扱いを容易なものとす
ることができる。As described above, according to the present invention, it is possible to measure vibration by an optical system having an extremely short optical path length and easy adjustment as compared with the prior art, and disturbances such as vibration and air fluctuations can be obtained. Stability can be improved, and the optical system can be downsized to facilitate handling.
【図１】本発明に係るレーザドプラ方式振動計の第１実
施例を示す全体構成図。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a first embodiment of a laser Doppler vibrometer according to the present invention.
【図２】（Ａ）は安定化Ｈｅ−Ｎｅ横ゼーマンレーザ光
源から出力されるレーザビームを示す説明図、（Ｂ）は
このレーザビームの１／２波長板による偏向上状態の変
化を示す説明図。FIG. 2A is an explanatory view showing a laser beam output from a stabilized He-Ne transverse Zeeman laser light source, and FIG. 2B is an explanatory view showing a change in a deflection state of the laser beam by a half-wave plate. Fig.
【図３】本発明に係るレーザドプラ方式振動計の第２実
施例を示すレーザビーム分割手段の部分の構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of a laser beam splitting unit showing a second embodiment of a laser Doppler vibrometer according to the present invention.
【図４】本発明に係るレーザドプラ方式振動計の第３実
施例を示す全体構成図。FIG. 4 is an overall configuration diagram showing a third embodiment of a laser Doppler vibration meter according to the present invention.
【図５】本発明に係るレーザドプラ方式振動計の第４実
施例を示す全体構成図。FIG. 5 is an overall configuration diagram showing a fourth embodiment of a laser Doppler vibrometer according to the present invention.
【図６】従来のレーザドプラ方式振動計を示す全体構成
図。FIG. 6 is an overall configuration diagram showing a conventional laser Doppler vibration meter.
２ｃ，２ｄ，２ｆ レーザビーム ２ｅ 散乱光 ２ｇ 干渉光 ３ 偏向ビームスプリッタ ７ 照射用及び集光用光学系 ８ 振動物体 ９ 光検出器 １０ 増幅器 １１ 信号処理装置 １２ 安定化Ｈｅ−Ｎｅ横ゼーマンレーザ光源 １３ レーザビーム分割手段 １４ ミラー １５ １／２波長板 １６ａ，１６ｂ １／４波長板 １７ 検光子 Ａ 筐体 2c, 2d, 2f Laser beam 2e Scattered light 2g Interference light 3 Deflection beam splitter 7 Irradiation and focusing optical system 8 Vibrating object 9 Photodetector 10 Amplifier 11 Signal processing device 12 Stabilized He-Ne transverse Zeeman laser light source 13 Laser beam splitting means 14 Mirror 15 1/2 wave plate 16a, 16b 1/4 wave plate 17 Analyzer A housing
Claims (1)
ビームを、同時に同一光軸上に出力するレーザ光源と；
このレーザ光源の出力ビームを、その波長成分毎に２分
割するレーザビーム分割手段と；２分割されたレーザビ
ームの一方を振動物体に照射するとともに、振動物体の
振動速度に応じたドプラシフトを受けた散乱光を集光
し、再び前記レーザビーム分割手段に入射させる照射用
及び集光用光学系と；前記２分割されたレーザビームの
他方を、再びレーザビーム分割手段に入射させ、レーザ
ビーム分割手段において前記散乱光と合成させるレーザ
ビーム反射手段と；レーザビーム分割手段におけるレー
ザビームの合成によって生じる干渉光を、電気信号に変
換する光検出器と；この光検出器の出力信号を増幅する
増幅器と；この増幅器の出力信号からドプラシフト量を
検出し、振動物体の振動速度に比例したアナログ信号を
出力する信号処理装置とを備えたことを特徴とするレー
ザドプラ方式振動計。1. A laser light source that simultaneously outputs laser beams having specific two different wavelengths on the same optical axis;
Laser beam splitting means for splitting the output beam of this laser light source into two for each wavelength component; one of the two split laser beams is applied to a vibrating object, and a Doppler shift corresponding to the vibration speed of the vibrating object is received. An irradiation and focusing optical system that collects the scattered light and makes it enter the laser beam splitting means again; and the other of the two split laser beams makes the laser beam splitting means enter the laser beam splitting means again. A laser beam reflecting means for combining with the scattered light; a photodetector for converting interference light generated by combining the laser beams in the laser beam splitting means into an electric signal; and an amplifier for amplifying an output signal of the photodetector. ; A signal processing device that detects the Doppler shift amount from the output signal of this amplifier and outputs an analog signal proportional to the vibration speed of the vibrating object Laser Doppler method vibrometer, characterized in that it comprises and.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26763092A JPH06117914A (en) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | Laser doppler type vibrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26763092A JPH06117914A (en) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | Laser doppler type vibrometer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06117914A true JPH06117914A (en) | 1994-04-28 |
Family
ID=17447356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26763092A Pending JPH06117914A (en) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | Laser doppler type vibrometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06117914A (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB2478600A (en) * | 2010-03-12 | 2011-09-14 | Vestas Wind Sys As | A wind energy power plant optical vibration sensor |
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| US8814514B2 (en) | 2008-07-03 | 2014-08-26 | Vestas Wind Systems A/S | Embedded fibre optic sensor for wind turbine components |
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-
1992
- 1992-10-06 JP JP26763092A patent/JPH06117914A/en active Pending
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