JP6603300B2 - レーザドップラ振動計、アダプタ及びケーブル - Google Patents
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Description
まず、第1の実施形態について説明する。
図1aに、本第1実施形態に係るレーザドップラ振動計の構成を示す。
図示するように、レーザドップラ振動計は、センサユニット1と、センサユニット1を支持するスタンド2と、データ処理装置3とを備えている。
このような構成において、センサユニット1は、本体ケース11と、本体ケース11に装着して固定した、1または複数のレンズ群よりなる対物レンズ12とを備えている。また、本体ケース11には、干渉計111が収容されており、干渉計111は、レーザ光を対物レンズ12に出射し、対物レンズ12はレーザ光を測定対象物7上に集光する。また、対物レンズ12は、測定対象物7で反射したレーザ光の反射光を集光して干渉計111に入射し、干渉計111は、出射したレーザ光と反射光とを干渉させて干渉光を生成すると共に、干渉光を検出し、第1ケーブル4を用いて干渉信号としてデータ処理装置3に送る。なお、第1ケーブル4のセンサユニット1側の端には、本体ケース11に脱着可能に連結するプラグ(接栓)41が設けられており、プラグ41を本体ケース11の対物レンズ12が装着される面と反対側の面に設けられたレセプタクル112(接栓座)に脱着可能に連結することにより、第1ケーブル4は本体ケース11に連結され、第1ケーブル4を介してデータ処理装置3との干渉計111とが接続される。なお、第1ケーブル4は、データ処理装置3に対しても脱着可能に連結される。
また、センサユニット1の本体ケース11の、対物レンズ12が装着される面と反対側の面には、接触型振動計5が固定されており、接触型振動計5はセンサユニット1の振動を表す暗振動信号を第2ケーブル6を用いてデータ処理装置3に送る。
なお、図1a、bに示すように、センサユニット1は、下方を向けて使用したり上方を向けて使用することが可能である。
次に、図2に、センサユニット1の干渉計111の構成例を示す。
図示するように、干渉計111は、信号処理部1110、レーザ光源1111、第1ビームスプリッタ1112、第2ビームスプリッタ1113、第3ビームスプリッタ1114、第1ミラー1115、第2ミラー1116、音響光学素子1117(AOM1117)、第1光検出器1118、第2光検出器1119を備えている。
対物レンズ12から入射する測定対象物7で反射したレーザ光の反射光は、第2ビームスプリッタ1113で反射し、第3ビームスプリッタ1114に送られる。ここで、測定対象物7による反射光の周波数には、測定対象物7の表面の速度に応じたドップラシフトfDが生じており、反射光の周波数はf0+fDとなる。
そこで、信号処理部1110は、第1光検出器1118、第2光検出器1119において、第1の結合光、第2の結合光を検出した2つの信号の差分の信号を生成し、この信号を参照信号の周波数fMでFM復調した信号を干渉信号としてデータ処理装置3に送る。
ここで、図3a1、a2に、接触型振動計5と干渉計111と対物レンズ12の配置関係を示す。
図示するように、干渉計111と対物レンズ12との間で入出射するレーザ光や反射光の光軸、対物レンズ12の光軸、対物レンズ12から測定対象物7に出射するレーザ光の光軸は一致している。
そして、接触型振動計5は、対物レンズ12の光軸上の位置における、当該光軸方向の振動zを測定し、暗振動信号としてデータ処理装置3に送る。
なお、接触型振動計5としては、圧電型の加速度センサや、静電容量型の加速度センサや、ピエゾ抵抗型の加速度センサや、サーボ型の加速度計等を用いることができる。また、動電型速度センサでも良い。
なお、本第1実施形態に係る接触型振動計5は、図3bに示すように、選択的に脱着できるように本体ケース11にネジ止め等により固定されるものであってもよい。
また、本第1実施形態に係る接触型振動計5は、図3cに示すように、本体ケース11の内側に収容した形態で、対物レンズ12の光軸上の位置において、本体ケース11に固定してもよい。なお、この場合には、暗振動信号の信号線は、第1ケーブル4内に統合する。
図4a1、a2に示すように、本第2実施形態は、第1実施形態と、第1実施形態で示した接触型振動計5に代えて環状接触型振動計400を備えた点と、環状接触型振動計400を対物レンズ12の周囲に配置した点が異なる。
図示するように、本第2実施形態に係る環状接触型振動計400は、図4b1に示す様に、円環状の形状を有し、対物レンズ12の周囲に同軸状に固定配置される。
ここで、図4b2に、図4a2の断面線A-Aによる断面を、図4b3に、図4b2の断面線B-Bによる断面を示す。
図示するように、環状接触型振動計400は、対物レンズ12の鏡筒の先端部の外周に対して内周が固定される内周リング401と、内周リング401の外周に内周が固定された円環状(リング状)の圧電素子402と、圧電素子402の外周に内周が固定された円環状の錘リング403と、内周リング401の光軸方向両端に固定された、内周リング401との間に圧電素子402と錘リング403を収容するケース404とを備えている。
すなわち、図4c1に、図4a2の断面線A-Aによる断面を、図4c2に、図4c1の断面線B-Bによる断面を示すように、環状接触型振動計400を、対物レンズ12の鏡筒の先端部の外周に対して内周が固定される、フランジ付きの内周リング411と、内周リング411のフランジに固定された円環状(リング状)の圧電素子412と、圧電素子412に光軸方向に重ねて固定した円環状の錘リング413と、内周リング411に対して固定された、内周リング411との間に圧電素子412と錘リング413を収容するケース414とより構成してもよい。
なお、以上では、環状接触型振動計400を圧電型の加速度センサとして構成する場合について示したが、環状接触型振動計400は、静電容量型の加速度センサや、ピエゾ抵抗型の加速度センサや、サーボ型の加速度計や、動電型速度センサ等として構成してもよい。
図5a1、a2に示すように、本第3実施形態は、第1実施形態と、第1実施形態で示した接触型振動計5に代えて環状接触型振動計400を備えた点と、第1ケーブル4のプラグ41が連結される本体ケース11のレセプタクル112を、レセプタクル112に連結したプラグ41の中心軸が、対物レンズ12の光軸と一致するように設けた点と、環状接触型振動計400を第1ケーブル4のプラグ41の周囲に第1ケーブル4やプラグ41と一体化させて設けた点が異なる。
本第3実施形態に係る環状接触型振動計400は、第2実施形態で示した環状接触型振動計400と同様の構成を備えており、図示するように、本第3実施形態に係る環状接触型振動計400は、プラグ41の上部を環状接触型振動計400の中空部分に挿入した形態で、プラグ41の周囲に同軸状に固定配置されている。
図6a1、a2に示すように、本第4実施形態は、第1実施形態と、第1実施形態で示した接触型振動計5に代えて環状接触型振動計400を備えた点と、第1ケーブル4のプラグ41が連結される本体ケース11のレセプタクル112を、レセプタクル112に連結したプラグ41の中心軸が、対物レンズ12の光軸と一致するように設けた点と、第1ケーブル4のプラグ41をアダプタ600を介して本体ケース11に連結するようにした点と、環状接触型振動計400をアダプタ600に設けた点が異なる。
本第4実施形態に係るアダプタ600は、本体ケース11のレセプタクル112と第1ケーブル4のプラグ41の間で干渉信号等の信号線や電力線等を中継する電線や導電部材を内蔵しており、アダプタ600の一端を本体ケース11に連結し、アダプタ600の他端に第1ケーブル4に連結することにより、第1ケーブル4はアダプタ600を介して本体ケース11に連結する。
以下、本発明の第5の実施形態について説明する。
図7a1、a2に示すように、本第5実施形態は、図6に示した第4の実施形態において、アダプタ600を、本体ケース11のレセプタクル112と第1ケーブル4のプラグ41間の干渉信号等の信号線や電力線等をアダプタ600内で向きを変えて中継する電線や導電部材などの中継体を内蔵したものとし、環状接触型振動計400に代えて、第1実施形態と同様の接触型振動計5をアダプタ600に設けたものである。
ここで、図示するように、接触型振動計5は、対物レンズ12の光軸上に配置されており、対物レンズ12の光軸上の位置の、対物レンズ12の光軸方向の振動zを検出する。
このような第5実施形態によれば、第1実施形態と同様に、データ処理装置3は、センサユニット1の光軸方向の振動を直接的に接触型振動計5を用いて算定することができると共に、算定したセンサユニット1の光軸方向の振動を干渉信号が表す測定対象物7の振動からキャンセルして、精度の良い測定対象物7の振動の計測を行うことができる。
ところで、本第5実施形態は、第1ケーブル4のプラグ41が連結される本体ケース11のレセプタクル112が、対物レンズ12の光軸と一致するように設けられていない場合にも適用することができ、このような場合でも、図8に示すように、接触型振動計5を、対物レンズ12の光軸上に配置することができる。よって、接触型振動計5により、対物レンズ12の光軸上の位置の、対物レンズ12の光軸方向の振動zを検出することができる。
Claims (7)
- 測定対象物にレーザ光を照射し、当該レーザ光の前記測定対象物による反射光を用いて、前記測定対象物の振動を計測するレーザドップラ振動計であって、
対物レンズと、
前記対物レンズが固定されたユニットと、
前記ユニットに対して固定された接触型振動計とを有し、
前記ユニットは、前記対物レンズにレーザ光を出射すると共に、前記対物レンズを介して前記反射光を受光する送受光手段を収容しており、
前記対物レンズは、前記送受光手段から当該対物レンズに入射した前記レーザ光を前記測定対象物に照射すると共に、前記レーザ光の前記測定対象物による前記反射光を前記送受光手段に集光し、
前記接触型振動計は、前記対物レンズの光軸上の位置に配置され、当該光軸上の位置における、当該光軸方向の振動を測定することを特徴とするレーザドップラ振動計。 - 請求項1記載のレーザドップラ振動計であって、
前記ユニットの外面は前記対物レンズが固定される第1面と当該第1面の反対側の面である第2面とを有し、前記接触型振動計は、前記第2面の面上に脱着可能に装着されることを特徴とするレーザドップラ振動計。 - レーザ光を前記測定対象物に照射する対物レンズが固定されたユニットであって、前記対物レンズにレーザ光を出射すると共に前記対物レンズによって集光された前記レーザ光の前記測定対象物による反射光を受光する送受光手段を収容したユニットを用いて、前記測定対象物の振動を計測するレーザドップラ振動計において、
前記ユニットの前記対物レンズが固定される面の反対側の面に設けられたレセプタクルと連結可能なプラグを備えた、前記ユニットと所定の外部装置との接続を行うためのケーブルの前記プラグと、前記レセプタクルとに各々連結し、前記プラグと前記レセプタクルとの間の接続を中継するアダプタであって、
前記アダプタは、当該アダプタが前記レセプタクルに連結した状態において前記対物レンズの光軸上となる位置に配置され、当該アダプタが前記レセプタクルに連結した状態において、当該光軸上の位置における、当該光軸方向の振動を測定する接触型振動計を有することを特徴とするアダプタ。 - 測定対象物にレーザ光を照射し、当該レーザ光の前記測定対象物による反射光を用いて、前記測定対象物の振動を計測するレーザドップラ振動計であって、
対物レンズと、
前記対物レンズが固定されたユニットと、
前記ユニットに対して固定された接触型振動計とを有し、
前記ユニットは、前記対物レンズにレーザ光を出射すると共に、前記対物レンズを介して前記反射光を受光する送受光手段を収容しており、
前記対物レンズは、前記送受光手段から当該対物レンズに入射した前記レーザ光を前記測定対象物に照射すると共に、前記レーザ光の前記測定対象物による前記反射光を前記送受光手段に集光し、
前記接触型振動計は、前記対物レンズの光軸方向の振動を検出する、前記対物レンズの光軸と同軸状に配置された円環状の振動検出素子を有することを特徴とするレーザドップラ振動計。 - 請求項4記載のレーザドップラ振動計であって、
前記接触型振動計は、前記対物レンズの光軸方向に見て前記円環状の振動検出素子の内周の内側に当該対物レンズが位置するように、当該対物レンズの周囲に配置されていることを特徴とするレーザドップラ振動計。 - レーザ光を前記測定対象物に照射する対物レンズが固定されたユニットであって、前記対物レンズにレーザ光を出射すると共に前記対物レンズによって集光された前記レーザ光の前記測定対象物による反射光を受光する送受光手段を収容したユニットを用いて、前記測定対象物の振動を計測するレーザドップラ振動計において、前記ユニットと所定の外部装置との接続に用いられる、
前記ユニットの前記対物レンズが固定される面の反対側の面に、前記対物レンズと同軸状に設けられたレセプタクルと連結可能なプラグを備えると共に、前記ユニットと所定の外部装置との間で信号もしくは電力を中継するための中継線を内蔵したケーブルであって、
前記プラグに対して固定設置された接触型振動計を有し、
前記接触型振動計は、中央孔を有する円環状で、前記中央孔に前記中継線を通した形態で配置された振動検出素子を有し、前記プラグが前記レセプタクルと連結した状態において、前記円環状の振動検出素子は、前記対物レンズの光軸と同軸状に配置され、前記対物レンズの光軸方向の振動を検出することを特徴とするケーブル。 - レーザ光を前記測定対象物に照射する対物レンズが固定されたユニットであって、前記対物レンズにレーザ光を出射すると共に前記対物レンズによって集光された前記レーザ光の前記測定対象物による反射光を受光する送受光手段を収容したユニットを用いて、前記測定対象物の振動を計測するレーザドップラ振動計において、
前記ユニットの前記対物レンズが固定される面の反対側の面に前記対物レンズと同軸状に設けられたレセプタクルと連結可能なプラグを備えた、前記ユニットと所定の外部装置との接続を行うためのケーブルの前記プラグと、前記レセプタクルとに各々連結するアダプタであって、
前記プラグと前記レセプタクルとに連結した状態において、前記プラグと前記レセプタクルとの間の接続を中継する中継体と、
接触型振動計を有し、
前記接触型振動計は、中央孔を有する円環状で、前記中央孔に前記中継体を通した形態で配置された振動検出素子を有し、前記アダプタがレセプタクルと連結した状態において、前記円環状の振動検出素子は、前記対物レンズの光軸と同軸状に配置され、前記対物レンズの光軸方向の振動を検出することを特徴とするアダプタ。
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---|---|---|---|---|
JPH05288760A (ja) * | 1992-04-08 | 1993-11-02 | Nkk Corp | ドップラ速度計測装置 |
JPH10274557A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 光学式振動計 |
US6650420B2 (en) * | 2002-02-27 | 2003-11-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Nanoscale vibrometric measurement apparatus and method |
JP4001806B2 (ja) * | 2002-12-06 | 2007-10-31 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | 構造物の振動特性の非接触計測による同定方法及び装置 |
JP5199160B2 (ja) * | 2009-03-27 | 2013-05-15 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 安定性評価システム、および安定性評価方法 |
JP5680476B2 (ja) * | 2011-04-28 | 2015-03-04 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 構造物の振動及び寸法の非接触計測による測定方法及びその測定装置 |
JP6397807B2 (ja) * | 2015-09-28 | 2018-09-26 | 辻野 次郎丸 | 超音波複合振動溶接方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113138012A (zh) * | 2020-01-17 | 2021-07-20 | 中国海洋大学 | 一种风力发电机振动的激光雷达遥测检测方法 |
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