JPH0727602A - Vibration detecting method - Google Patents

Vibration detecting method

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JPH0727602A
JPH0727602A JP16803893A JP16803893A JPH0727602A JP H0727602 A JPH0727602 A JP H0727602A JP 16803893 A JP16803893 A JP 16803893A JP 16803893 A JP16803893 A JP 16803893A JP H0727602 A JPH0727602 A JP H0727602A
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vibration
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laser beam
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Kosei Onishi
孝生 大西
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NGK Insulators Ltd
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Abstract

PURPOSE:To decrease the frequency of defective measurements when the speckle pattern of reflected light is changed by the movement of a material to be measured and the like. CONSTITUTION:A photoelectric converter 18 having a photodetector 16 with a plurality of light receiving surfaces 16A and 16B for receiving interference laser light R4 is provided on the optical axis of a beam splitter 14 without polarization of light. The electric signals from the respective light receiving surfaces 16A and 16B are inputted into FM demodulators 22 and 23 containing the AM detecting function. A comparator 24, which compares the FR levels after the AM detection, is connected to both demodulators 22 and 23. The demodulated electric signal from the light receiving surface 16A (or 16B) having the larger amplitude is outputted from an output circuit 25 as the vibration data.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】 この発明は例えば粗面のセラミ
ックス構成体の被測定物の振動を検出する振動検出方法
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration detecting method for detecting the vibration of an object to be measured, which is a ceramic surface having a rough surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】 従来、振動検出装置としてレーザドッ
プラ振動計が実用化されている。この装置はHe−Ne
レーザ等のレーザ光を被測定物に照射し、被測定物から
の反射光と、音響光学変調器によりレーザ光の周波数を
一定量(例えば80MHz)シフトさせた参照レーザ光
とを干渉させる。そして、干渉レーザ光のビート成分を
光電変換した後、FM復調して被測定物の振動に比例し
た電気信号を取り出す。
2. Description of the Related Art Conventionally, a laser Doppler vibrometer has been put into practical use as a vibration detection device. This device is He-Ne
Laser light such as a laser is applied to the object to be measured, and the reflected light from the object to be measured interferes with the reference laser light whose frequency is shifted by a certain amount (for example, 80 MHz) by the acousto-optic modulator. After the beat component of the interference laser light is photoelectrically converted, FM demodulation is performed to extract an electric signal proportional to the vibration of the object to be measured.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】 一般に、被測定物の
表面をレ−ザ光の波長レベルで考えると粗面である。こ
のため、被測定物からの反射レーザ光は、明暗、つまり
スペッルパターンを有するものであり、面的な位相差を
含んでいる。
Generally, when the surface of the object to be measured is considered at the wavelength level of laser light, it is a rough surface. For this reason, the reflected laser light from the object to be measured has a light and darkness, that is, a spill pattern, and includes a planar phase difference.

【0004】又、被測定物の位置やレーザ光の照射位置
を変えると、スペックルパターンは形を変えながら移動
する。被測定物からの反射レーザ光が上記のようなスペ
ックルを含むため、レーザドップラ振動計での振動計測
に以下の問題が生じる。
When the position of the object to be measured or the irradiation position of the laser light is changed, the speckle pattern moves while changing its shape. Since the reflected laser light from the object to be measured includes the above speckles, the following problems occur in the vibration measurement by the laser Doppler vibrometer.

【0005】a.振動測定条件によっては、面的な位相
差を多く含む反射レーザ光を受光するので、光強度とし
ては、十分な強度を受光しているのにかかわらず計測不
能になることがある。(照射レーザ光の焦点を合わせる
以外に被測定物の位置の微調整を行う必要があり、作業
効率が悪い。) b.被測定物が低振動数でレーザに対して垂直平面内で
数mm揺れている場合、位相差の大きい反射光が受光素
子に入射し計測不能となることが高頻度で発生する。
A. Depending on the vibration measurement conditions, since the reflected laser light containing a large amount of planar phase difference is received, the light intensity may not be able to be measured even though the received intensity is sufficient. (In addition to focusing the irradiation laser beam, it is necessary to finely adjust the position of the object to be measured, resulting in poor work efficiency.) B. When the object to be measured oscillates at a low frequency by a few mm in a plane perpendicular to the laser, reflected light with a large phase difference frequently enters the light receiving element and measurement becomes impossible.

【0006】この発明の目的は、上記の計測不能となる
頻度を低滅することができる振動検出装置を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide a vibration detecting device capable of reducing the frequency of the above-mentioned measurement failure.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
め、この発明は、レーザ光を被測定物に照射し、その被
測定物からの反射レーザ光と、出力されたレーザ光の周
波数をシフトさせた参照レーザ光とを重ね合わせて光干
渉させ、その干渉レーザ光により被測定物の振動を計測
する振動検出方法において、前記干渉レーザ光を複数の
受光面に受光する。
Means for Solving the Problems To achieve the above object, the present invention irradiates a laser beam onto an object to be measured, and shifts the frequency of the reflected laser light from the object to be measured and the output laser light. In the vibration detecting method of superposing the reference laser light thus made to cause optical interference, and measuring the vibration of the object to be measured by the interference laser light, the interference laser light is received by a plurality of light receiving surfaces.

【0008】また、この発明は、請求項1において光電
変換機能を備えた複数の受光面からの電気信号を、FM
復調して被測定物の振動に比例した信号に変換し、前記
受光面から出力された最大振幅の電気信号を出力する。
Further, according to the present invention, an electric signal from a plurality of light receiving surfaces having a photoelectric conversion function is converted into an FM signal.
The signal is demodulated and converted into a signal proportional to the vibration of the object to be measured, and the electric signal having the maximum amplitude output from the light receiving surface is output.

【0009】[0009]

【作用】 この発明においては、受光面が多分割された
光電変換器を使用するので、測定条件により隣接する受
光面の組み合わせを選択でき、スペックルパターンの縦
横比が大きく異なる場合であっても、振幅の最も大きい
電気信号が選択される。このため、雑音の少ない振動検
出を行うことができる。
According to the present invention, since the photoelectric converter whose light-receiving surface is multi-divided is used, a combination of adjacent light-receiving surfaces can be selected according to the measurement conditions, and even if the aspect ratio of the speckle pattern is significantly different. , The electrical signal with the largest amplitude is selected. Therefore, vibration detection with less noise can be performed.

【0010】また、この発明においては、レ−ザ光発生
器からレーザ光を被測定物に照射すると、該被測定物の
表面から明暗のスペックルパタ−ンのあるレーザ光が反
射される。前記レーザ光発生器から出力したレーザ光の
周波数を周波数シフタによりシフトさせて得られた参照
レーザ光と、前記の反射レーザ光とを重ね合わせ干渉さ
せる。すると、複数の受光面を有する光電変換器から位
相の異なる複数の電気信号が出力される。そして、各電
気信号はFM復調器により振動速度に比例した電気信号
に復調される。
Further, in the present invention, when the laser light generator irradiates the laser beam on the object to be measured, the laser light having a bright and dark speckle pattern is reflected from the surface of the object to be measured. A reference laser beam obtained by shifting the frequency of the laser beam output from the laser beam generator by a frequency shifter and the reflected laser beam are superposed and interfered with each other. Then, a plurality of electric signals having different phases are output from the photoelectric converter having a plurality of light receiving surfaces. Then, each electric signal is demodulated by the FM demodulator into an electric signal proportional to the vibration speed.

【0011】[0011]

【実施例】 以下、この発明を粗面のセラミックス構成
体の振動検出方法として具体化した第1実施例を図1〜
図3に基づいて説明する。被測定物としての粗面のセラ
ミックス、すなわち計測対象物Sの振動をレーザ光の干
渉を利用して検出するためのレーザドップラ振動検出装
置1は振動体Sから所定間隔をおいて設置されている。
Embodiments Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is embodied as a vibration detection method for a ceramic surface member having a rough surface will be described with reference to FIGS.
It will be described with reference to FIG. A laser Doppler vibration detecting device 1 for detecting the vibration of a rough surface ceramics as an object to be measured, that is, the vibration of the measuring object S by utilizing the interference of laser light is installed at a predetermined distance from the vibrating body S. .

【0012】このレーザドップラ振動検出装置1を図1
により説明すると、その収納ケース2内には、直線偏光
型のHe−Neレーザ光発生器3が配置されている。該
レーザ光発生器3からは(波長λ=633nm、出力=
数mW)のレーザ光Rが出力されるようになっている。
このレーザ光発生器3の前方にはレーザ光Rを2つのレ
ーザ光R1,R2に分岐させるための第1偏光ビームス
プリッタ4が配置されている。第1偏光ビームスプリッ
タ4の前方には、そのビームスプリッタ4を直進したレ
ーザ光R1を周波数(85MHz)シフトするための第
1音響光学変調器5が駆動回路6により駆動可能に配設
されている。
This laser Doppler vibration detector 1 is shown in FIG.
The linear polarization type He—Ne laser light generator 3 is arranged in the housing case 2. From the laser light generator 3 (wavelength λ = 633 nm, output =
A laser beam R of several mW) is output.
A first polarization beam splitter 4 for branching the laser light R into two laser lights R1 and R2 is arranged in front of the laser light generator 3. In front of the first polarization beam splitter 4, a first acousto-optic modulator 5 for shifting the frequency (85 MHz) of the laser light R1 traveling straight through the beam splitter 4 is disposed so as to be driven by a drive circuit 6. .

【0013】さらに、前記第1音響光学変調器5の前方
には、前記レーザ光R1を直進させ、かつ計測対象物S
からの反射レーザ光R3を直角方向へ反射させるための
第2偏光ビームスプリッタ7が配置されている。このビ
ームスプリッタ7の前方には前記レーザ光R1のビーム
径を拡大するための例えば焦点距離が10mm程度の凹
レンズ8が配置され、対物レンズ10によりレ−ザ光R
1のビーム径を例えば数十μm程度に集光して計測対象
物Sに照射するようにしている。対物レンズ10として
は、例えば、口径50mm、焦点距離100mm程度の
ものが使用される。さらに、前記凹レンズ8の前方には
光の偏波面を直線偏光から円偏光にするλ/4板9が配
置されている。
Further, in front of the first acousto-optic modulator 5, the laser beam R1 is made to go straight and the measuring object S
A second polarization beam splitter 7 for reflecting the reflected laser light R3 from the laser light in the perpendicular direction is arranged. A concave lens 8 having a focal length of, for example, about 10 mm is arranged in front of the beam splitter 7 for expanding the beam diameter of the laser light R1.
The beam diameter of 1 is condensed to, for example, about several tens of μm, and the measurement target S is irradiated with the light. As the objective lens 10, for example, a lens having a diameter of 50 mm and a focal length of about 100 mm is used. Further, in front of the concave lens 8, a λ / 4 plate 9 for changing the plane of polarization of light from linearly polarized light to circularly polarized light is arranged.

【0014】この第1実施例では前記第1偏光ビームス
プリッタ4、第1音響光学変調器5、第2偏光ビームス
プリッタ7、凹レンズ8、λ/4板9及び対物レンズ1
0等により振動検出用レーザ光R1の照射光学系K1が
構成されている。そして、第1音響光学変調器5を透過
した振動検出用レーザ光R1は、凹レンズ8、第2偏光
ビームスプリッタ7、及びλ/4板9を透過して対物レ
ンズ10を通り、計測対象物Sに照射される。その後、
振動検出用レーザ光R1は反射レーザ光R3として再び
対物レンズ10に入り、第2偏光ビームスプリッタ7ま
では照射光軸と同一位置を通り、該第2偏光ビームスプ
リッタ7により直角方向へ反射されて、後述する無偏光
ビームスプリッタ14に入射される。この第1実施例で
は前記第2偏光ビームスプリッタ7、凹レンズ8、λ/
4板9、対物レンズ10及び無偏光ビームスプリッタ1
4等により振動検出用反射レーザ光R3の受光学系K2
が構成されている。
In the first embodiment, the first polarization beam splitter 4, the first acousto-optic modulator 5, the second polarization beam splitter 7, the concave lens 8, the λ / 4 plate 9 and the objective lens 1 are used.
The irradiation optical system K1 of the laser beam R1 for vibration detection is configured by 0 or the like. Then, the vibration detecting laser light R1 that has passed through the first acousto-optic modulator 5 passes through the concave lens 8, the second polarization beam splitter 7, and the λ / 4 plate 9, passes through the objective lens 10, and then the measurement target S Is irradiated. afterwards,
The vibration detecting laser beam R1 enters the objective lens 10 again as the reflected laser beam R3, passes through the same position as the irradiation optical axis up to the second polarization beam splitter 7, and is reflected in the right angle direction by the second polarization beam splitter 7. Then, it is incident on a non-polarization beam splitter 14 described later. In the first embodiment, the second polarization beam splitter 7, concave lens 8 and λ /
4 plate 9, objective lens 10 and non-polarizing beam splitter 1
Optical receiving system K2 for reflected laser light R3 for vibration detection
Is configured.

【0015】又、前記第1偏光ビームスプリッタ4によ
り分岐された参照レーザ光R2の光軸上には、レーザ光
R2を一定の周波数(74.3MHz)シフトさせるた
めの第2音響光学変調器(AOM)11が配置され、該
音響光学変調器11には駆動回路12が接続されてい
る。そして、参照レーザ光R2は、音響光学変調器11
を介して第5ミラー13により直角に反射された後、無
偏光ビームスプリッタ14に入射され、ここで計測対象
物Sからの反射レーザ光R3と参照レーザ光R2とが合
成されて干渉レーザ光R4となる。
On the optical axis of the reference laser beam R2 branched by the first polarization beam splitter 4, a second acousto-optical modulator (for shifting the laser beam R2 at a constant frequency (74.3 MHz) ( AOM) 11 is arranged, and a drive circuit 12 is connected to the acousto-optic modulator 11. Then, the reference laser beam R2 is applied to the acousto-optic modulator 11
After being reflected at a right angle by the fifth mirror 13 via the laser beam, it is incident on the non-polarization beam splitter 14, where the reflected laser beam R3 from the measuring object S and the reference laser beam R2 are combined to produce an interference laser beam R4. Becomes

【0016】さらに、前記ビームスプリッタ14の近傍
にはピンホールプレート15が配置され、不要光が遮断
される。このプレート15の光軸上には、二つの受光面
16A,16Bを有する2素子型シリコンフォトダイオ
ードよりなる受光素子16が配置されている(図2参
照)。受光素子16には、二つの受光面16A,16B
に対してそれぞれ独立して増幅器17,17が接続さ
れ、これらにより光電変換器18が構成されている。こ
の光電変換器18により干渉レーザ光R4は電気信号に
変換される。
Further, a pinhole plate 15 is arranged near the beam splitter 14 to block unnecessary light. On the optical axis of the plate 15, a light receiving element 16 composed of a two-element type silicon photodiode having two light receiving surfaces 16A and 16B is arranged (see FIG. 2). The light receiving element 16 has two light receiving surfaces 16A and 16B.
The amplifiers 17 and 17 are independently connected to each other, and a photoelectric converter 18 is configured by these. The interference laser light R4 is converted into an electric signal by the photoelectric converter 18.

【0017】又、前記光電気変換器18にはケーブル1
9,20を介して復調装置21が接続されている。この
復調装置21は、第1FM復調器22及び第2FM復調
器23を備えている。なお、復調器22,23には光電
変換器18の出力をその振幅に比例した信号に変換する
ための図示しないAM検波器が内蔵されている。(以
後、光電変換器18出力の振幅に比例した信号のレベル
をRFレベルと略す)。前記両復調器22,23には復
調器22,23から出力されるRFレベルを比較するた
めの比較手段としての比較器24が接続されている。さ
らに、前記両復調器22,23には、比較器24の比較
結果に基づいてRFレベルが高い方の復調器22又は2
3の振動データを出力する選択出力手段としての出力回
路25が接続されている。
The opto-electric converter 18 has a cable 1
A demodulator 21 is connected via 9 and 20. The demodulation device 21 includes a first FM demodulator 22 and a second FM demodulator 23. The demodulators 22 and 23 have a built-in AM detector (not shown) for converting the output of the photoelectric converter 18 into a signal proportional to its amplitude. (Hereinafter, the signal level proportional to the amplitude of the output of the photoelectric converter 18 is abbreviated as RF level). A comparator 24 as a comparison means for comparing the RF levels output from the demodulators 22 and 23 is connected to both the demodulators 22 and 23. Further, the demodulators 22 and 23 having the higher RF level are included in the demodulators 22 and 23 based on the comparison result of the comparator 24.
An output circuit 25 is connected as a selective output means for outputting the vibration data of No. 3.

【0018】次に、前記のように構成した振動検出装置
について、その作用を説明する。最初に計測対象物、す
なわちセラミックス構成体Sに電圧を印加してその計測
対象物Sを振動させる。そして、その状態で、レーザ光
発生器3からレーザ光Rを出力すると、このレーザ光R
は第1偏光ビームスプリッタ4により、直進レーザ光R
1と、直角に反射した参照レーザ光R2とに分岐され
る。直進レーザ光R1は第1音響光学変調器5により、
周波数が85MHzにシフトされて対物レンズ10から
計測対象物Sに照射される。この計測対象物Sの表面で
反射したレーザ光は反射レーザ光R3として再び対物レ
ンズ10に帰還して、第2偏光ビームスプリッタ7で直
角に反射され、無偏光ビームスプリッタ14により参照
レーザ光R2と重ね合わされ、干渉レーザ光R4とな
る。その後、干渉レーザ光R4は、ピンホールプレート
15を透過した後、2素子型の受光素子16の受光面1
6A,16Bに入射される。
Next, the operation of the vibration detecting device constructed as described above will be described. First, a voltage is applied to the measurement object, that is, the ceramics structure S to vibrate the measurement object S. Then, in that state, when the laser light R is output from the laser light generator 3, the laser light R
Is directed by the first polarization beam splitter 4 to a straight laser beam R
1 and the reference laser beam R2 reflected at a right angle. The straight traveling laser beam R1 is transmitted by the first acousto-optic modulator 5,
The frequency is shifted to 85 MHz, and the object S to be measured is irradiated from the objective lens 10. The laser light reflected on the surface of the measuring object S returns to the objective lens 10 again as a reflected laser light R3, is reflected at a right angle by the second polarization beam splitter 7, and becomes a reference laser light R2 by the non-polarization beam splitter 14. The interference laser light R4 is superposed. After that, the interference laser beam R4 passes through the pinhole plate 15 and then the light receiving surface 1 of the two-element light receiving element 16.
It is incident on 6A and 16B.

【0019】ここで、計測対象物Sの表面は、光学研磨
したものではないので、光の波長オーダで考えると粗面
となっている。従って、計測対象物Sからの反射光R3
は、例えばスペックルP1〜P5のあるパターンとなる
(図2参照)。この場合、隣のスペックルとの位相の相
関関係がランダムであるため、図2のように受光素子1
6の二つの受光面16A,16Bに異なるパターンが入
射した場合には、図3のようなチャンネル1(受光面1
6Aと対応)とチャンネル2(受光面16Bと対応)で
位相差が大きい電気信号が光電変換器18から出力され
ることになる。
Since the surface of the measuring object S is not optically polished, it is a rough surface in terms of the wavelength order of light. Therefore, the reflected light R3 from the measuring object S
Becomes a pattern having speckles P1 to P5, for example (see FIG. 2). In this case, since the phase correlation with the adjacent speckle is random, as shown in FIG.
When different patterns are incident on the two light receiving surfaces 16A and 16B of No. 6, the channel 1 (light receiving surface 1
6A) (corresponding to 6A) and channel 2 (corresponding to light receiving surface 16B), an electrical signal having a large phase difference is output from the photoelectric converter 18.

【0020】光電変換器18からの電気信号は、FM復
調器22、23により計測対象物Sの振動に比例した振
動データに変換される。又、両復調器22,23から出
力された両RFレベルは比較器24により比較され、出
力回路25からはRFレベルの高い復調器22又は23
の低雑音振動データが出力される。
The electric signal from the photoelectric converter 18 is converted into vibration data proportional to the vibration of the measuring object S by the FM demodulators 22 and 23. Both RF levels output from both demodulators 22 and 23 are compared by a comparator 24, and an output circuit 25 outputs a demodulator 22 or 23 having a high RF level.
The low noise vibration data of is output.

【0021】仮に受光素子、すなわち受光面を2個設け
ずに、1つの受光素子の受光面積を大きくしただけの場
合には、図3において電気信号が位相差により山と谷で
打ち消されてキャンセルされる状態が生じる。又、受光
面積を小さくするとスペックルの谷間の微弱光の部分の
みが入射される頻度が高く、高振幅の電気信号が得られ
る確率が低い。
If the light receiving element, that is, two light receiving surfaces are not provided and only the light receiving area of one light receiving element is increased, the electric signal is canceled by the peaks and valleys in FIG. The situation occurs. Further, if the light receiving area is made small, only a portion of the weak light in the valley of the speckle is incident, and the probability of obtaining an electric signal of high amplitude is low.

【0022】一方、この実施例のように受光面を二個に
すると光電変換器18の片方のチャンネル1又は2に大
振幅の電気信号が得られる確率が高くなり、振動の検出
精度が向上する。
On the other hand, when the number of light receiving surfaces is two as in this embodiment, the probability that a large amplitude electric signal is obtained in one of the channels 1 or 2 of the photoelectric converter 18 is increased, and the vibration detection accuracy is improved. .

【0023】なお、一般に多素子型フォトダイオードの
周波数特性は20MHz程度が限度であり、音響光学変
調器の代表的な周波数シフト量である80MHzを変換
することが難しい。このため、音響光学変調器を二個使
用してFM用の代表的なIF周波数である10.7MH
zとしている。
Generally, the frequency characteristic of a multi-element type photodiode is limited to about 20 MHz, and it is difficult to convert 80 MHz which is a typical frequency shift amount of an acousto-optic modulator. Therefore, using two acousto-optic modulators, a typical IF frequency for FM is 10.7 MH.
z.

【0024】以上のようにして、粗面のセラミックス構
成体の計測対象物Sの振動を検出して、計測対象物Sの
振動特性等を計測できる。次に、この発明の第2実施例
を図4〜図6について説明する。
As described above, it is possible to detect the vibration of the measurement target S of the rough surface ceramic structure and measure the vibration characteristics and the like of the measurement target S. Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0025】この実施例では、四つの受光面16A〜1
6Dを有する四素子型シリコンフォトダイオードよりな
る受光素子16を使用している。又、受光面16A〜1
6Dにはそれぞれ独立して増幅器17〜17が接続さ
れ、これらにより光電変換器18が構成されている。
In this embodiment, four light receiving surfaces 16A-1A are provided.
The light receiving element 16 made of a four-element type silicon photodiode having 6D is used. Also, the light receiving surfaces 16A to 1
Amplifiers 17 to 17 are independently connected to 6D, and a photoelectric converter 18 is configured by these.

【0026】本実施例では、高速スイッチ31で光電変
換器18の受光面16A〜16Dと対応するチャンネル
1〜4を切り換えて第1信号合成器32及び第2信号合
成器33に導き、両合成器32,33の電気信号を復調
装置21に導く構成としている。
In the present embodiment, the light receiving surfaces 16A to 16D of the photoelectric converter 18 and the corresponding channels 1 to 4 are switched by the high-speed switch 31 and led to the first signal synthesizer 32 and the second signal synthesizer 33, and both are synthesized. The electric signals of the devices 32 and 33 are guided to the demodulator 21.

【0027】なお、前記第1音響光学変調器5と第2偏
光ビームスプリッタ7との間及びビームスプリッタ7と
14との間には、レーザ光のビーム径を調整するレンズ
35,36が介在されている。
Lenses 35 and 36 for adjusting the beam diameter of the laser beam are interposed between the first acousto-optic modulator 5 and the second polarization beam splitter 7 and between the beam splitters 7 and 14. ing.

【0028】計測対象物の形状が軸方向と円周方向で大
きく異なるものであって、その振動計測を考えた場合、
計測対象物Sの曲率が軸方向と円周方向で大きく異なる
ため、反射光のパターンは縦横比が大きく異なる。又、
スペックルパターンが縦方向になるか横方向になるか
は、計測対象物の置きかたに依存する。
When the shape of the object to be measured is greatly different in the axial direction and the circumferential direction and the vibration measurement is considered,
Since the curvature of the measurement target S is largely different in the axial direction and the circumferential direction, the patterns of reflected light have greatly different aspect ratios. or,
Whether the speckle pattern is vertical or horizontal depends on how the measurement target is placed.

【0029】今、計測対象物からの反射光が図5のP
1,P2のパターンで入射されたとすると、受光面16
Aと16Bの信号に位相差が少なく、又、受光面16C
と16Dの信号についても位相差が少ない。又、計測対
象物がレーザに対し垂直平面内で揺れている場合の各素
子の受光面のRFレベルは、図6に示すように受光面1
6Aと16Bが高い場合に、受光面16Cと16Dが低
い。逆に、受光面16Aと16Bが低い場合に、受光面
16Cと16Dが高くなる。従って、第1合成器32に
より受光面16Aと16Bの信号を、第2合成器33に
より受光面16Cと16Dの信号をそれぞれ単純に合成
すればよい。従って、低雑音の信号のみを抽出して振動
検出を行うことができる。
Now, the reflected light from the object to be measured is P in FIG.
If light is incident in the pattern of 1, P2, the light receiving surface 16
There is little phase difference between the signals of A and 16B, and the light receiving surface 16C
Also, the phase difference is small for the signals of 16D and 16D. Further, the RF level of the light receiving surface of each element when the measurement object is swaying in a plane perpendicular to the laser is as shown in FIG.
When 6A and 16B are high, the light receiving surfaces 16C and 16D are low. Conversely, when the light receiving surfaces 16A and 16B are low, the light receiving surfaces 16C and 16D are high. Therefore, the first combiner 32 simply combines the signals of the light-receiving surfaces 16A and 16B, and the second combiner 33 simply combines the signals of the light-receiving surfaces 16C and 16D. Therefore, vibration detection can be performed by extracting only low-noise signals.

【0030】一方、前記とは逆に計測対象物からの反射
光が図5のP3,P4のパターンで入射した場合、受光
面16Aと16Cの信号を第1合成器32で合成し、受
光面16Bと16Dの信号を第2合成器33で合成する
ことができるように、モード切換スイッチ(図示略)を
切り換える。
On the other hand, contrary to the above, when the reflected light from the object to be measured enters in the patterns P3 and P4 of FIG. 5, the signals of the light receiving surfaces 16A and 16C are combined by the first combiner 32, and the light receiving surface is The mode selector switch (not shown) is switched so that the signals of 16B and 16D can be combined by the second combiner 33.

【0031】又、四つのチャンネル1〜4の電気信号の
位相を判断する位相判別回路(図示略)を設け、その検
出位相がほぼ同じとなるチャンネルどうしをチャンネル
選択回路(図示略)により選択して、選択された各一対
のチャンネルの信号同士を両合成器32,33により合
成するようにしてもよい。この場合には、中央演算処理
装置、リード・オンリー・メモリー及びランダム・アク
セス・メモリー等を有する制御装置を使用して前記位相
判別回路、チャンネル選択回路及び信号合成器32,3
3等を制御する。
Further, a phase discriminating circuit (not shown) for discriminating the phases of the electric signals of the four channels 1 to 4 is provided, and channels having substantially the same detected phases are selected by a channel selecting circuit (not shown). Then, the signals of the pair of selected channels may be combined by the combiners 32 and 33. In this case, a controller having a central processing unit, a read-only memory, a random access memory, etc. is used to use the phase discrimination circuit, the channel selection circuit and the signal synthesizers 32, 3
Control 3rd grade.

【0032】なお、この発明は前記各実施例に限定され
るものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で各
部の構成を任意に変更して具体化することができる。 (1)計測対象物Sとして粗面セラミックス構成体以外
のもの、例えば、ファンベルト等のゴム製品、あるいは
塗装体等の振動の検出を行うこと。なお、ファンベルト
の振動検出は、ファンベルトを回転させて行い、塗装体
の振動検出は塗装体を機械的に振動させて行う。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, but the configurations of the respective parts can be arbitrarily modified and embodied without departing from the spirit of the present invention. (1) Detecting vibrations of objects other than the rough surface ceramic constituent as the measuring object S, for example, rubber products such as fan belts, or painted bodies. The vibration of the fan belt is detected by rotating the fan belt, and the vibration of the coated body is detected by mechanically vibrating the coated body.

【0033】(2)4素子以上の多素子型の受光素子を
用いること。 (3)2回路以上のFM復調器で振動速度に復調するこ
と。 (4)RFレベルの信号を光電変換器18又は両合成器
32,33から比較器24に入力すること。
(2) Use a multi-element type light receiving element having four or more elements. (3) Demodulate to an oscillation speed with an FM demodulator with two or more circuits. (4) Input an RF level signal from the photoelectric converter 18 or both combiners 32 and 33 to the comparator 24.

【0034】[0034]

【発明の効果】 以上詳述したように、この発明におい
ては、大きな振幅の低雑音信号を有効に抽出して被測定
物の振動の測定を正確に、かつ効率よく行うことができ
る優れた効果を奏する。
As described above in detail, in the present invention, it is possible to effectively extract a low-noise signal having a large amplitude and to accurately and efficiently measure the vibration of the DUT. Play.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の第1実施例を示す略体ブロック図で
ある。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】レーザ光の受光状態を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing a light receiving state of laser light.

【図3】振動データを示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing vibration data.

【図4】この発明の第2実施例を示す略体ブロック図で
ある。
FIG. 4 is a schematic block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図5】レーザ光の受光状態を示す正面図である。FIG. 5 is a front view showing a light receiving state of laser light.

【図6】振動データを示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing vibration data.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…レーザドップラー振動検出装置、2…収納ケース、
3…He−Neレーザ発生器、4…第1偏光ビームスプ
リッタ、5…第1音響光学変調器、10…対物レンズ、
11…周波数シフタとしての第2音響光学変調器、14
…無偏光ビームスプリッタ、16…受光素子、16A〜
16D…受光面、18…光電変換器、22,23…復調
器、24…比較手段としての比較器、25…選択出力手
段としての出力回路、31…高速切換スイッチ、32,
33…信号合成器、R1…振動検出用レーザ光、R2…
参照レーザ光、R3…振動検出用反射レーザ光、R4…
干渉レーザ光、K1…振動検出用レーザ光照射系、K2
…振動検出用レーザ光受光系、S…被測定物としてのセ
ラミックス構成体。
1 ... Laser Doppler vibration detector, 2 ... Storage case,
3 ... He-Ne laser generator, 4 ... 1st polarization beam splitter, 5 ... 1st acousto-optic modulator, 10 ... Objective lens,
11 ... Second acousto-optic modulator as frequency shifter, 14
... Non-polarizing beam splitter, 16 ... Light receiving element, 16A-
16D ... Light receiving surface, 18 ... Photoelectric converter, 22, 23 ... Demodulator, 24 ... Comparator as comparison means, 25 ... Output circuit as selection output means, 31 ... High speed changeover switch, 32,
33 ... Signal synthesizer, R1 ... Vibration detection laser light, R2 ...
Reference laser beam, R3 ... Reflected laser beam for vibration detection, R4 ...
Interfering laser light, K1 ... Vibration detection laser light irradiation system, K2
... Vibration detection laser light receiving system, S ... Ceramic composition as an object to be measured.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光を被測定物に照射し、その被測
定物からの反射レーザ光と、出力されたレーザ光の周波
数をシフトさせた参照レーザ光とを重ね合わせて光干渉
させ、その干渉レーザ光により被測定物の振動を計測す
る振動検出方法において、 前記干渉レーザ光を複数の受光面に受光することを特徴
とした振動検出方法。
1. An object to be measured is irradiated with a laser beam, and a reflected laser beam from the object to be measured and a reference laser beam obtained by shifting the frequency of the output laser beam are overlapped to cause optical interference, A vibration detecting method for measuring the vibration of an object to be measured by an interference laser beam, wherein the interference laser beam is received by a plurality of light receiving surfaces.
【請求項2】 請求項1において光電変換機能を備えた
複数の受光面からの電気信号を、FM復調して被測定物
の振動に比例した信号に変換し、前記受光面から出力さ
れた最大振幅の電気信号を出力することを特徴とする振
動検出方法。
2. The maximum signal output from the light-receiving surface according to claim 1, wherein the electric signals from the plurality of light-receiving surfaces having a photoelectric conversion function are FM-demodulated and converted into signals proportional to the vibration of the object to be measured. A vibration detecting method characterized by outputting an electric signal of amplitude.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5797416A (en) * 1980-11-06 1982-06-17 Krautkraemer Gmbh Method and apparatus for non-contact optical reception of ultrasonic wave

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