CN114486917A - 一种检测系统和检测设备 - Google Patents

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CN114486917A CN202210101391.0A CN202210101391A CN114486917A CN 114486917 A CN114486917 A CN 114486917A CN 202210101391 A CN202210101391 A CN 202210101391A CN 114486917 A CN114486917 A CN 114486917A
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张磊
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Abstract

本发明实施例公开了一种检测系统和检测设备,检测系统包括光源模块,用于为耦合器模块提供光源;耦合器模块,用于将光源模块发出的光分别发射至待检测光器件和参考反射镜,并将待检测光器件反射的光以及参考反射镜反射的光发生干涉,得到干涉光束;探测信号模块,用于接收干涉光束并进行准直后送入数据采集模块;数据采集模块,用于对干涉光束进行分析处理,并将分析结果送入上位机;反馈控制模块,用于获取并处理耦合器模块的第四端反射的干涉光束的反射光,并基于处理结果对发射至参考反射镜的光束进行补偿修正。本申请实现了降低检测系统的装置复杂度,且提高了检测系统的检测速度、测量精度低以及测量稳定性的技术效果。

Description

一种检测系统和检测设备
技术领域
本发明实施例涉及光学检测技术领域,尤其涉及一种检测系统和检测设备。
背景技术
光学元器件测量是一项在科学研究和工业生产中具有极其重要意义的技术,在光学元件加工制造领域,测量光学原件结构完整性是一项极其重要的工作。光学元件的完整度信息能够指导光学元件的加工工艺的制定,同时也能反映出产品的加工制造水平,所以基于光学干涉原理实现精密测量有很广泛的应用前景。
如今光器件生产方向为:集成化、尺寸越来越小内部结构精细。器件尺寸在厘米量级,内部元件的结构间隔为毫米或微米量级,因此需要一种短距离高精度的测量方法。
但是,传统的低相干度光学反射测量系统的结构较为复杂,其干涉测量速度、稳定性和精度都比较低,并且需要对干涉仪的光程及光源的波长进行扫描,耗时且操作复杂。
发明内容
本发明实施例提供一种检测系统和检测设备,解决了传统的低相干度光学反射测量系统的结构复杂、测量精度低、测量速度慢以及稳定性较差的技术问题。
本发明实施例提供了一种检测系统,所述检测系统包括光源模块、耦合器模块、参考反射镜、反馈控制模块、探测信号模块以及数据采集模块;
所述光源模块与所述耦合器模块的第一端电连接;所述耦合器模块的第二端与待检测光器件电连接;所述耦合器模块的第三端与所述参考反射镜电连接,所述耦合器模块的第四端与所述探测信号模块电连接;所述反馈控制模块设置于所述耦合器模块的第三端与第四端之间;所述探测信号模块与所述数据采集模块电连接;所述数据采集模块与上位机电连接;
所述光源模块用于为所述耦合器模块提供光源;
所述耦合器模块用于将所述光源模块发出的光分别发射至所述待检测光器件和所述参考反射镜,并将所述待检测光器件反射的光以及所述参考反射镜反射的光发生干涉,得到干涉光束;
所述探测信号模块用于接收所述干涉光束并进行准直,对准直后的光进行探测,得到不同波长的干涉信号;
所述数据采集模块用于采集不同波长的所述干涉信号,并将所述干涉信号送入所述上位机;
所述反馈控制模块用于获取并处理所述耦合器模块的第四端反射的所述干涉光束的反射光,并基于处理结果对发射至所述参考反射镜的光束进行补偿修正。
进一步地,所述耦合器模块包括耦合器、多个光纤自准直透镜、光环形器、光纤布拉格光栅、光探测器以及压电陶瓷;
所述耦合器的第一端通过单模光纤与所述光源模块电连接;
所述耦合器的第二端通过一个所述光纤自准直透镜与所述待检测光器件电连接;
所述耦合器的第三端依次通过所述压电陶瓷、一个所述光纤自准直透镜与所述参考反射镜电连接;
所述耦合器的第四端依次通过所述光环形器、所述光纤布拉格光栅、一个所述光纤自准直透镜与所述探测信号模块电连接;
所述反馈控制模块的一端通过所述光探测器与所述光环形器电连接,所述反馈控制模块的第二端与所述压电陶瓷电连接。
进一步地,所述探测信号模块包括平柱透镜、闪耀光栅以及电荷耦合器;
所述闪耀光栅与所述耦合器模块的第四端电连接,所述平柱透镜设置于所述闪耀光栅与所述电荷耦合器之间,所述电荷耦合器与所述数据采集模块电连接。
进一步地,所述反馈控制模块包括顺次电连接的电流-电压转换器、微分器、第一积分器以及第二积分器;
所述电流-电压转换器与所述光探测器电连接,用于接收所述光探测器传送的用于表征所述干涉光束的反射光的电信号,并将所述电信号转换为电压信号;
所述微分器用于将过滤所述电压信号中的直流电压;
所述第一积分器用于将滤除直流电压的所述电压信号做积分还原处理得到优化后的所述电压信号;
所述第二积分器用于对所述电压信号进行积分处理,得到补偿信号。
进一步地,所述反馈控制模块还包括控制器,所述控制器与所述第二积分器电连接;
所述控制器用于基于所述补偿信号判断所述耦合器在检测过程中是否受到环境干扰。
进一步地,若所述补偿信号的值为0,则表明所述耦合器未受到环境干扰;若所述补偿信号的值不为0,则表明所述耦合器受到环境干扰,并将所述补偿信号作用于所述压电陶瓷。
进一步地,所述检测系统还包括所述上位机;
所述上位机用于接收所述数据采集模块发送的所述干涉信号,并基于所述干涉信号分析判断所述待检测光器件是否裂缝,并在判断结果为存在裂缝时确定所述裂缝的相对位置。
进一步地,所述光源模块包括低相干光源。
进一步地,所述数据采集模块通过USB接口与所述上位机电连接。
本发明实施例还提供了一种检测设备,所述检测设备包括上述任一实施例所述的检测系统。
本发明实施例公开了一种检测系统和检测设备,检测系统包括光源模块、耦合器模块、参考反射镜、反馈控制模块、探测信号模块以及数据采集模块;光源模块用于为耦合器模块提供光源;耦合器模块用于将光源模块发出的光分别发射至待检测光器件和参考反射镜,并将待检测光器件反射的光以及参考反射镜反射的光发生干涉,得到干涉光束;探测信号模块用于接收干涉光束并进行准直后送入数据采集模块;数据采集模块用于对干涉光束进行分析处理,并将分析结果送入上位机;反馈控制模块用于获取并处理耦合器模块的第四端反射的干涉光束的反射光,并基于处理结果对发射至参考反射镜的光束进行补偿修正。本申请解决了传统的低相干度光学反射测量系统的结构复杂、测量精度低、测量速度慢以及稳定性较差的技术问题,实现了降低检测系统的装置复杂度,且提高了检测系统的检测速度、测量精度低以及测量稳定性的技术效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种检测系统的结构图;
图2是本发明实施例提供的另一种检测系统的结构图;
图3是本发明实施例提供的反馈控制模块的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于限定特定顺序。本发明下述各个实施例可以单独执行,各个实施例之间也可以相互结合执行,本发明实施例对此不作具体限制。
图1是本发明实施例提供的一种检测系统的结构图。
如图1所示,该检测系统包括光源模块10、耦合器模块20、参考反射镜30、反馈控制模块40、探测信号模块50以及数据采集模块60;
光源模块10与耦合器模块20的第一端电连接;耦合器模块20的第二端与待检测光器件70电连接;耦合器模块20的第三端与参考反射镜30电连接,耦合器模块20的第四端与探测信号模块50电连接;反馈控制模块40设置于耦合器模块20的第三端与第四端之间;探测信号模块50与数据采集模块60电连接;数据采集模块60与上位机80电连接。
光源模块10用于为耦合器模块20提供光源。
耦合器模块20用于将光源模块10发出的光分别发射至待检测光器件70和参考反射镜30,并将待检测光器件70反射的光以及参考反射镜30反射的光发生干涉,得到干涉光束。
探测信号模块50用于接收干涉光束并进行准直,对准直后的光进行探测,得到不同波长的干涉信号。
数据采集模块60用于采集不同波长的干涉信号,并将干涉信号送入上位机80。
反馈控制模块40用于获取并处理耦合器模块20的第四端反射的干涉光束的反射光,并基于处理结果对发射至参考反射镜30的光束进行补偿修正。
可选地,光源模块10包括低相干光源。
具体来说,光源模块10可以使用带有高精度功率控制和自动温度控制的高稳定LED光源,其中心波长可以选择1320nm,光谱宽度选择40.2nm,最大输出光功率是350μW。
具体地,低相干光学源为耦合器模块20提供光源之后,耦合器模块20将一半光源的光送入待检测光器件70,并将另一半光送入参考反射镜30,光在到达待检测光器件70和参考反射镜30之后分别发生反射,两者的反射光在耦合器模块20处发生干涉,产生干涉光束,该干涉光束为各个波长信号的简单叠加。需要说明的是,若待检测光器件70上存在裂缝,则两者的反射光之间会产生一个光程差,该光程差会反应到干涉光束的光信号中,利用对干涉光束的光信号的检测,可以确定出待检测光器件70上是否存在。
具体来说,该干涉光束从耦合器模块20的一端经准直成平行光后输出至探测信号模块50,并经探测信号模块50准直成波长在空间连续分布的平行光片,并利用线阵CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)对平行光片进行探测,得到不同波长的干涉信号,并将干涉信号送入数据采集模块60。
数据采集模块60在获取到不同波长的干涉信号之后,将干涉信号送入上位机80中,上位机80可以对干涉信号进行分析处理,以确定待检测光器件70是否存在裂缝,并在判断结果为存在裂缝是确定出该裂缝的相对位置。
在检测过程中,耦合器模块20的第四端发出的干涉光束在进入探测信号模块50后发生反射,其反射光被反馈控制模块40所获得,并对该反射光进行处理,得到相应的处理结果,并依据该处理结果调整发射至参考反射镜30的光束,以提高检测系统的测量稳定性,获得高精度的测量结果。
本申请利用光的干涉特性对待检测光器件70进行检测,解决了传统的低相干度光学反射测量系统的结构复杂、测量精度低、测量速度慢以及稳定性较差的技术问题,实现了降低检测系统的装置复杂度,且提高了检测系统的检测速度、测量精度低以及测量稳定性的技术效果。
图2是本发明实施例提供的另一种检测系统的结构图。
可选地,如图2所示,耦合器模块20包括耦合器21、多个光纤自准直透镜22、光环形器23、光纤布拉格光栅24、光探测器25以及压电陶瓷26。
耦合器21的第一端通过单模光纤与光源模块10电连接;耦合器21的第二端通过一个光纤自准直透镜22与待检测光器件70电连接;耦合器21的第三端依次通过压电陶瓷26、一个光纤自准直透镜22与参考反射镜30电连接;耦合器21的第四端依次通过光环形器23、光纤布拉格光栅24、一个光纤自准直透镜22与探测信号模块50电连接。
反馈控制模块40的一端通过光探测器25与光环形器23电连接,反馈控制模块40的第二端与压电陶瓷26电连接。
具体地,耦合器21可以选择为分光比50/50、2×2光路的单模光纤耦合器,单模光纤是智能传一种模式的光纤,其中心玻璃芯很细,芯径一般为9或10μm;单模光纤的模间色散很小,适用于远程通讯,使用单模光纤可以用来增长有效光程并保持很低的噪声。耦合器21的尾纤选择适宜长度,不能够太长,这样可以控制耦合器21的回损。示例性地,耦合器21的其他参数可以设置为:带宽±40nm、波长1310nm左右、回波损耗小于55dB、工作温度-50~100℃,这样可有效减少光源模块10本身的输出对干涉信号的影响,从而提高耦合器21的信噪比和稳定性。
光源模块10的光通过单模光纤进入耦合器21的输入端(即上述第一端),耦合器21将一半光源的光经过一个光纤自准直透镜22传送至待检测光器件70,将另一半光源的光经过压电陶瓷26(Piezoelectric Ceramics,PZT)和一个光纤自准直透镜22传送至参考反射镜30。光在到达待检测光器件70和参考反射镜30之后分别发生反射,两者的反射光在耦合器21处发生干涉,产生干涉光束,该干涉光束从耦合器21的第四端输出,经过光环行器23、光纤布拉格光栅24(Fiber Bragg Grating,FBG)以及一个光纤自准直透镜22进入探测信号模块50。
从耦合器21的第四端输出的干涉光束中,波长为1280nm、带宽为0.3nm的光会被光纤布拉格光栅24所反射,其余的光经过光纤自准直透镜22准直成平行光束进入探测信号模块50中。产生的反射光经过光纤布拉格光栅24以及光环行器23之后,由光探测器25(Photodetector,PD)探测得到,光探测器25将探测得到的反射光的光信号转换为电信号送入反馈控制模块40中,通过反馈控制模块40来控制和调整压电陶瓷26输出的信号的相位,即通过反馈控制模块40可以消除环境干扰引起的干涉信号的随机相位漂移,从而使得检测系统的测量精度更高。需要说明的是,该反馈控制模块40在0-21.6HZ的环境干扰下进行补偿,以提高检测系统的稳定性。
同时,本发明实施例中的参考反射镜30采用固定位置不变的方式设置,避免了传统检测系统中设置的可移动的参考反射镜30在移动过程中的磨损所带来的测量精度降低以及测量稳定性较差的问题。
可选地,如图2所示,探测信号模块50包括平柱透镜51、闪耀光栅52以及电荷耦合器53;闪耀光栅52与耦合器模块20的第四端电连接,平柱透镜51设置于闪耀光栅52与电荷耦合器53之间,电荷耦合器53与数据采集模块60电连接。
具体地,从耦合器21的第四端输出的干涉光束在经过光环行器23、光纤布拉格光栅24之后,由光纤自准直透镜22准直成平行光束进入探测信号模块50中,参见图2,该平行光束以入射角为45°的角度进入闪耀光栅52,该闪耀光栅52的光栅空间频率为1200line/mm,闪耀波长为1100-1400nm,可以将平行光束色散成波长在空间连续分布的扇形光片。连续分布的扇形光片经过平柱透镜51的准直,转换为波长在空间连续分布的平行光片后进入电荷耦合器53(Charge Coupled Device,CCD)。需要说明的是,电荷耦合器53按照其感光单元的排列方式分为线阵CCD和面阵CCD两类,在本发明实施例中使用的是线阵CCD,其内部具有多位的A/D转换器,精度高,采集频率高(190扫/秒以上),适用于干涉光谱的接收。
电荷耦合器53在接收到连续分布的平行光片之后,通过自身的各个像元探测出平行光片中不同波长的干涉信号,并将不同波长的干涉信号送入数据采集模块60中。
具体地,以电荷耦合器53为线阵CCD为例,在对待检测光器件70进行检测之前,需要利用公式
Figure BDA0003492580050000101
对线阵CCD的每个像元对应的光波波长进行标定;其中,δΔ指的是光差调制范围,λi为第i个像元探测的光波波长,
Figure BDA0003492580050000102
为在光程差的调制范围内干涉信号的相位变化。可以通过该发标定出线阵CCD每个像元所对应的信号波长。
在线阵CCD探测到干涉信号之后,能够将沿像元序数分布的干涉信号转化为沿波长分布的干涉信号,并利用波长与波数的关系
Figure BDA0003492580050000103
得到沿波数分布的干涉信号,其中,ki为第i个像元的波数。在得到沿波数分布的干涉信号之后,去除两个波峰之间的波数差Δki,再根据公式
Figure BDA0003492580050000104
求得干涉信号的光程差,其中,△指的是光程差,最终达到测量距离的目的。
图3是本发明实施例提供的反馈控制模块的结构图。
可选地,如图3所示,反馈控制模块40包括顺次电连接的电流-电压转换器U1、微分器U2、第一积分器U3以及第二积分器U4;
电流-电压转换器U1与光探测器25电连接,用于接收光探测器25传送的用于表征干涉光束的反射光的电信号,并将电信号转换为电压信号;微分器U2用于将过滤电压信号中的直流电压;第一积分器U3用于将滤除直流电压的电压信号做积分还原处理得到优化后的电压信号;第二积分器U4用于对电压信号进行积分处理,得到补偿信号。
具体地,参见图3,由光探测器25输出的用于表征干涉光束的反射光的电信号作为电流-电压转换器U1的输入信号,该输入信号输入低输入阻抗的电流-电压转换器U1中,经过转换得到输出电压u1;输出电压u1进入微分器U2后将其中的直流电压滤除,并保留交流电压,经过微分器U2之后输出的电压为u2;电压u2通过第一积分器U3的积分作用,优化还原为电压信号u3,可以明确,微分器U2和第一积分器U3的功能就是为了输出电压u1中的直流电压部分。
从第一积分器U3输出的电压信号u3再次经过第二积分器U4,第二积分器U4的作用是补偿环境等其他因素对耦合器的干扰,经过第二积分器U4输出的信号u4用于驱动压电陶瓷26,以调节由环境干扰造成的两个光程臂之间的光程差,其中,两个光程臂指定是耦合器21的光到达待检测光器件70的光程以及到达参考反射镜30的光程。
可选地,参见图3,反馈控制模40还包括控制器41,控制器41与第二积分器U4电连接;控制器41用于基于补偿信号判断耦合器21在检测过程中是否受到环境干扰。
可选地,若补偿信号的值为0,则表明耦合器21未受到环境干扰;若补偿信号的值不为0,则表明耦合器21受到环境干扰,并将补偿信号作用于压电陶瓷。
具体地,控制器41在接收到第二积分器U4发送的补偿信号后,能够对该补偿信号进行判断,若u4=0,即补偿信号为0,则说明耦合器21未收到环境的干扰,耦合器21处于正交状态;若u4≠0,即补偿信号不为0,表明耦合器21受到环境干扰,则利用补偿信号u4驱动压电陶瓷26来调节由环境干扰造成的两个光程臂之间的光程差,补偿环境对耦合器21的光程差产生干扰的影响,实现提高检测系统稳定性的效果。
可选地,如图1和图2所示,检测系统还包括上位机80;上位机80用于接收数据采集模块60发送的干涉信号,并基于干涉信号分析判断待检测光器件70是否裂缝,并在判断结果为存在裂缝时确定裂缝的相对位置。
具体地,数据采集模块60在获取到不同波长的干涉信号指挥,将干涉信号送入上位机80中,上位机80对干涉信号进行分析,若干涉信号组成的曲线为平滑曲线,则表明待检测光器件70无问题,其上没有裂缝;若干涉信号组成的曲线为存在尖峰的曲线,则表明待检测光器件70存在问题,其上具有裂缝。通常情况下,若曲线存在尖峰,一般为主峰伴随有多个杂峰的曲线,上位机80可以通过识别主峰与尖峰末端之间的距离来确定待检测光器件70上的裂缝在待检测光器件70上的相对位置。
上位机80在得到分析判断结果之后,还可以根据需要直观的显示该判断结果,以及将判断过程中的相关数据和曲线图进行保存待用,提升了检测系统的实用性。
可选地,数据采集模块60通过USB接口与上位机80电连接。
具体地,数据采集模块60可以通过USB接口向上位机80传送相应的干涉信号,数据采集模块60中设置有高速数据采集卡,高速数据采集卡的最大采样率不低于48K/s,最少支持模拟量的8路单端输入和4路差分输入,以及支持2通道的模拟量输出;高速数据采集卡的分辨率选取12bit以上,适用于数字信号的接收。
在本发明实施例中,检测系统在检测过程中无需对耦合器21的光程及光源模块10的波长进行扫描,不仅降低了检测系统的装置复杂度,还使得检测系统具有测量速度快、抗干扰能力强、测量精度高、高分辨率、高动态范围等特点。
本发明实施例还提供了一种检测设备,该检测设备包括上述任一实施例所述的检测系统。
本发明实施例提供的检测设备包括上述实施例中的检测系统,因此本发明实施例提供的检测设备也具备上述实施例中所描述的有益效果,此处不再赘述。
在本发明实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应说明的是,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种检测系统,其特征在于,所述检测系统包括光源模块、耦合器模块、参考反射镜、反馈控制模块、探测信号模块以及数据采集模块;
所述光源模块与所述耦合器模块的第一端电连接;所述耦合器模块的第二端与待检测光器件电连接;所述耦合器模块的第三端与所述参考反射镜电连接,所述耦合器模块的第四端与所述探测信号模块电连接;所述反馈控制模块设置于所述耦合器模块的第三端与第四端之间;所述探测信号模块与所述数据采集模块电连接;所述数据采集模块与上位机电连接;
所述光源模块用于为所述耦合器模块提供光源;
所述耦合器模块用于将所述光源模块发出的光分别发射至所述待检测光器件和所述参考反射镜,并将所述待检测光器件反射的光以及所述参考反射镜反射的光发生干涉,得到干涉光束;
所述探测信号模块用于接收所述干涉光束并进行准直,对准直后的光进行探测,得到不同波长的干涉信号;
所述数据采集模块用于采集不同波长的所述干涉信号,并将所述干涉信号送入所述上位机;
所述反馈控制模块用于获取并处理所述耦合器模块的第四端反射的所述干涉光束的反射光,并基于处理结果对发射至所述参考反射镜的光束进行补偿修正。
2.根据权利要求1所述的检测系统,其特征在于,所述耦合器模块包括耦合器、多个光纤自准直透镜、光环形器、光纤布拉格光栅、光探测器以及压电陶瓷;
所述耦合器的第一端通过单模光纤与所述光源模块电连接;
所述耦合器的第二端通过一个所述光纤自准直透镜与所述待检测光器件电连接;
所述耦合器的第三端依次通过所述压电陶瓷、一个所述光纤自准直透镜与所述参考反射镜电连接;
所述耦合器的第四端依次通过所述光环形器、所述光纤布拉格光栅、一个所述光纤自准直透镜与所述探测信号模块电连接;
所述反馈控制模块的一端通过所述光探测器与所述光环形器电连接,所述反馈控制模块的第二端与所述压电陶瓷电连接。
3.根据权利要求1所述的检测系统,其特征在于,所述探测信号模块包括平柱透镜、闪耀光栅以及电荷耦合器;
所述闪耀光栅与所述耦合器模块的第四端电连接,所述平柱透镜设置于所述闪耀光栅与所述电荷耦合器之间,所述电荷耦合器与所述数据采集模块电连接。
4.根据权利要求2所述的检测系统,其特征在于,所述反馈控制模块包括顺次电连接的电流-电压转换器、微分器、第一积分器以及第二积分器;
所述电流-电压转换器与所述光探测器电连接,用于接收所述光探测器传送的用于表征所述干涉光束的反射光的电信号,并将所述电信号转换为电压信号;
所述微分器用于将过滤所述电压信号中的直流电压;
所述第一积分器用于将滤除直流电压的所述电压信号做积分还原处理得到优化后的所述电压信号;
所述第二积分器用于对所述电压信号进行积分处理,得到补偿信号。
5.根据权利要求4所述的检测系统,其特征在于,所述反馈控制模块还包括控制器,所述控制器与所述第二积分器电连接;
所述控制器用于基于所述补偿信号判断所述耦合器在检测过程中是否受到环境干扰。
6.根据权利要求5所述的检测系统,其特征在于,若所述补偿信号的值为0,则表明所述耦合器未受到环境干扰;若所述补偿信号的值不为0,则表明所述耦合器受到环境干扰,并将所述补偿信号作用于所述压电陶瓷。
7.根据权利要求1所述的检测系统,其特征在于,所述检测系统还包括所述上位机;
所述上位机用于接收所述数据采集模块发送的所述干涉信号,并基于所述干涉信号分析判断所述待检测光器件是否裂缝,并在判断结果为存在裂缝时确定所述裂缝的相对位置。
8.根据权利要求1所述的检测系统,其特征在于,所述光源模块包括低相干光源。
9.根据权利要求1所述的检测系统,其特征在于,所述数据采集模块通过USB接口与所述上位机电连接。
10.一种检测设备,其特征在于,所述检测设备包括上述权利要求1至9中任一项所述的检测系统。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102564318A (zh) * 2011-12-23 2012-07-11 北京交通大学 一种基于光纤复合干涉的高精度绝对位移测量系统
CN105300290A (zh) * 2015-09-28 2016-02-03 北京交通大学 一种基于波数分辨的低相干干涉绝对距离测量系统
CN108514404A (zh) * 2018-03-28 2018-09-11 深圳市太赫兹科技创新研究院 光学相干断层成像系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102564318A (zh) * 2011-12-23 2012-07-11 北京交通大学 一种基于光纤复合干涉的高精度绝对位移测量系统
CN105300290A (zh) * 2015-09-28 2016-02-03 北京交通大学 一种基于波数分辨的低相干干涉绝对距离测量系统
CN108514404A (zh) * 2018-03-28 2018-09-11 深圳市太赫兹科技创新研究院 光学相干断层成像系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
何明灿 等: ""材料微观裂纹的光学低相干检测技术"", 《无损检测》, vol. 41, no. 7, pages 30 - 33 *
马森 等: ""光纤双干涉在线绝对测量技术研究"", 《仪器仪表学报》, vol. 34, no. 2, pages 268 - 274 *

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