JPH0197867A - レーザドップラ振動計 - Google Patents

レーザドップラ振動計

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JPH0197867A
JPH0197867A JP25514987A JP25514987A JPH0197867A JP H0197867 A JPH0197867 A JP H0197867A JP 25514987 A JP25514987 A JP 25514987A JP 25514987 A JP25514987 A JP 25514987A JP H0197867 A JPH0197867 A JP H0197867A
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JP
Japan
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frequency
laser
voltage
doppler
voltage converter
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Hideo Tashiro
秀夫 田代
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光のドツプラ効果を利用して、構造物1機
械の振動を非接触で測定する振動計に関するものである
〔従来の技術〕
第2図は、振動物体の撮動を光のドツプラ効果を利用し
て測定する振動計の構成図であり1図において(1)は
振動物体、(2)はレーザ、  (3a)はレーザ光1
r:2分割するビームスプリッタ、+41flビームス
プリツタ(3a)で2分割された一方のレーザ光の周波
数(波長)を音響光学的にシフトする周波数シフタ、 
(51f1周波数シフタ(4)の周波数シフト量に相当
する発振周波数で周波数シ7り(4)全駆動するドライ
バ、  (3b)ti周波数シフタ(4)で周波数シフ
トされたレーザ光を透過させ、かつ振動物体(11から
の散乱光を反射させて方向を変えるビームスプリッタ、
(6)は振動物体(1)からの散乱光を集光する集光レ
ンズ、 +7111tビームスプリツタ(3a)で2分
割された周波数シフタ(4)を通らない他方のレーザ光
の方向を変えるミラー、  (3c)は集光レンズ(6
)で集光された振動物体(1)からの散乱光とミラー(
7)で方向を変えられたレーザ光とを重ね合わせるビー
ムスプリッタ、(8)はビームスプリッタ(3c)の光
を電気信号に変換する光検出器、 (911−を増幅器
、 (101は上記レーザ(2)から増幅器(9)まで
の構成品をまとめる光学ケース、■は周波数追跡器、0
2は周波数−電圧変換器(以下F/V変換器という)で
ある。
第2図に示すごとく、レーザ(2)から発振した周波数
f0のレーザ光は、ビームスプリッタ(3a)で2分割
され、一方のレーザ光は周波数シフタ(4)でもとのレ
ーザ周波数f。から周波数がf、ずれた周波数fo+f
、のレーザ光に変換され、ビームスプリッタ(3b)を
経由して振動物体は)にその振動方向に平行になるよう
に照射されている。
振動物体(1)から散乱された光は、振動物体(1)の
振動速度Vに応じてドラグラシフトを起こす。このドラ
グラシフトを受けた散乱光をビームスプリッタ(3b)
で方向を変え集光レンズ(6)で集光したものと、ビー
ムスプリッタ(3a)で2分割された周波数シフタ(4
)ヲ通らない他方のレーザ光全ミラー(7)で方向を変
えた光とをビームスプリッタ(3c)で重ね合わせて光
検出器(8)に導ひき電気信号に変換すると、この電気
信号の中には受信光の強さに比例する直流信号と第(1
)式に示すドツプラ周波数fdの交流信号(以下ドツプ
ラ信号という)が存在する。
v fd = fs十−二 ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・ (1)ここにλ;He−Neレーザの波長 振動物体111Vi、周波数’M%最大振動速度V。で
正弦波的に振動しているとその振動速度Vは第(2)式
%式% 従って、第(1)式のドツプラ周波数fdはfd=f、
−二・5in(2πfM−1)・・・・・・・・・・・
・・・・・・・(3)λ となる。
光検出器(8)で電気信号に変換されたトップ2信号は
微弱なため増幅器(9)で増幅された後0周波数追跡器
αυでドツプラ周波数fdを検出し、 F’/V変換器
(2)でアナログ電圧に変換すると、第(3)式の2項
の交流信号として振動物体(1)の振動速度v1に求め
ることかできる。
このことは公知の事実である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来のレーザドツプラ振動計は、第(3)式に示す
周波数シフタ(4)のシフト周波数f8を含んだドツプ
ラ周波数fd ’i F/V変換器(2)でアナログ電
圧に変換しているため、シフト周波数fSの安定度がそ
のまま変動ノイズとして出力に重畳したり、 F/V変
換器(2)の出力のうちシフト周波数f、に相当する直
流電圧をカットして交流信号のみを取り出すため低域の
周波数が伝達されないという問題を有していた。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、シフト周波数f、の変動を除去し。
かつ直流からの振動速度を計測するレーザドツプラ振動
計を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係わるレーザドツプラ振動計は、上記シフト
周波数f8をF/V変換する第2のF/V変換器と、二
つのF/V変換器の差を取υ出す差動増幅、器を設けた
ものでるる。
〔作 用〕
この発明においては、シフト周波数f、Q第2のF/V
変換器でF/V変換し、従来のF/V変換変換器比力電
圧から上記第2のF/V変換器出力を引き算することで
、シフト周波数f3の変動分をキャンセルするとともに
、直流からの振動速度が計測可能となる。
〔実施例〕
第1図はこの発明による一実施例を示すレーザドツプラ
振動計の構成図であり、以下図面に従い説明する。
図中、(1)〜α2F−1上記従来と同じものである。
Q3)it周波数シック(4)のシフト周波数f、をF
/V変換する第2のP/V変換器、圓は第1のF/V変
換器α2と第2のF/V変換器αJの差電圧を取り出す
差動増幅器である。
以上の構成のレーザドツプラ振動計において。
第1のF/V変換器の出力電圧■1は、第(3)式から
ここでに;比例定数 となり、第2のF/V変換器の出力電圧v2はV2=に
@fS・・・曲・・・・・・・・・・・・・・・・・・
聞・・・曲回・・・曲・曲・・ +51となる。従って
、差動増幅器αaの出力電圧VはV=V1−V。
となり、シフト周波数f、に比例した電圧がキャンセル
され、シフト周波数fsの変動の影響を受けずに直流か
らの振動速度が計測可能なレーザドツプラ振動計となる
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、シフト周波数f、を
F/V変換するF/V変換変換器上々け、第1のF/V
変換変換器用力電圧から第2のF/V変換器03の出力
電圧を差し引くことによりシフト周波数f、の変動分を
キャンセルし、かつ直流からの振動速度が計測可能なレ
ーザドツプラ振動計が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例を示すレーザドツプラ振
動計の構成図、第2図は従来のレーザドツプラ振動計の
構成図である。図中、 (13は第2のF/V変換器、
αaは差動増幅器である。なお1図中符−符号は同一ま
たは相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 特定の波長を出力するレーザと、上記レーザの出力ビー
    ムを2分割する第1のビームスプリッタと、上記2分割
    したレーザビームの一方のレーザ周波数を特定の周波数
    だけシフトする手段と、上記周波数シフトされたレーザ
    ビームを振動物体にその振動方向に平行に照射し振動物
    体の振動速度に応じてドップラシフトを起した散乱光を
    上記照射ビームと同軸に集光し得る第2のビームスプリ
    ッタおよび集光レンズと、上記集光レンズで受信したド
    ップラ信号を含む散乱光と上記第1のビームスプリッタ
    で分割された他方の周波数シフトを受けないレーザビー
    ムとを混合するミラー及び第3のビームスプリッタと、
    上記混合された光を電気変換する光検出器と、上記光検
    出器の出力を増幅する増幅器と、上記増幅された信号か
    らドップラ周波数を検出する周波数追跡器と、上記周波
    数追跡器の出力信号であるドップラ周波数から振動物体
    の振速速度に比例したアナログ電圧を出力し得る第1の
    周波数−電圧変換器と、上記周波数シフトされたレーザ
    ビームのシフト周波数をアナログ電圧に変換する第2の
    周波数−電圧変換器と、上記第1の周波数−電圧変換器
    出力と第2の周波数−電圧変換器出力との差電圧を取り
    出す差動増幅器を備えたことを特徴とするレーザドップ
    ラ振動計。
JP25514987A 1987-10-09 1987-10-09 レーザドップラ振動計 Expired - Lifetime JPH0627811B2 (ja)

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JPH0197867A true JPH0197867A (ja) 1989-04-17
JPH0627811B2 JPH0627811B2 (ja) 1994-04-13

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ID=17274757

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03216580A (ja) * 1990-01-12 1991-09-24 Wan Ton Chyon 動的な相対速度及び相対距離を検知するレーザレーダ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH03216580A (ja) * 1990-01-12 1991-09-24 Wan Ton Chyon 動的な相対速度及び相対距離を検知するレーザレーダ

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