JPH08233784A - Optical vibration detector - Google Patents
Optical vibration detectorInfo
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- JPH08233784A JPH08233784A JP7037344A JP3734495A JPH08233784A JP H08233784 A JPH08233784 A JP H08233784A JP 7037344 A JP7037344 A JP 7037344A JP 3734495 A JP3734495 A JP 3734495A JP H08233784 A JPH08233784 A JP H08233784A
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- optical
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- pan
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】 本発明は、例えば、碍子の振動
特性から、その良否を判定するために用いられる光学式
振動検出装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to, for example, an optical vibration detection device used to determine the quality of an insulator from the vibration characteristics.
【0002】[0002]
【従来の技術】 例えば、鉄塔に吊下配置された碍子の
良否を判定するための装置として、光学式振動検出装置
(以下、振動検出装置とする)が存在する。同振動検出
装置は、碍子にレーザ光を照射する照射光学系と、同碍
子からの反射レーザ光を受光する受光学系とを有する光
学ヘッドを備えている。2. Description of the Related Art For example, there is an optical vibration detection device (hereinafter referred to as a vibration detection device) as a device for determining the quality of an insulator suspended from a steel tower. The vibration detecting device includes an optical head having an irradiation optical system for irradiating the insulator with a laser beam and an optical receiving system for receiving a reflected laser beam from the insulator.
【0003】前記光学ヘッドはパン(水平回動)・チル
ト(垂直回動)機構を介して三脚等に支持され、碍子に
対向する適当な測定位置に配置される。振動測定の開始
前には、レーザ光のビーム径が拡げられており、反射確
認用のレーザ光(以下、確認レーザ光)として碍子に照
射される。そして、例えば、光学ヘッド内に備えられた
テレビカメラ等により捉えられた確認レーザ光の反射状
態を、ディスプレー等で確認する。それに従って、光学
ヘッドをパン・チルト機構により動作させて、照射光軸
の向きを変化させ、碍子が確認レーザ光を強く反射する
点(以下、強反射点とする)において光学ヘッドを固定
する。The optical head is supported on a tripod or the like via a pan (horizontal rotation) / tilt (vertical rotation) mechanism, and is arranged at an appropriate measurement position facing the insulator. Before the vibration measurement is started, the beam diameter of the laser light is expanded, and the insulator is irradiated with laser light for confirmation of reflection (hereinafter, confirmation laser light). Then, for example, the reflection state of the confirmation laser light captured by a television camera or the like provided in the optical head is confirmed by a display or the like. Accordingly, the optical head is operated by the pan / tilt mechanism to change the direction of the irradiation optical axis, and the optical head is fixed at the point where the insulator strongly reflects the confirmation laser light (hereinafter referred to as the strong reflection point).
【0004】この状態で振動検出動作が開始され、前記
確認レーザ光はビーム径が絞られた振動検出用のレーザ
光(以下、照射レーザ光)として碍子に照射される。同
照射レーザ光は、音波付与装置等により振動される碍子
に反射され、同碍子により周波数がシフトされた反射レ
ーザ光として光学ヘッドの受光学系に入射される。そし
て、前記反射レーザ光と照射レーザ光の周波数の基準と
なる参照レーザ光とが同一空間で重ね合わされ、光干渉
される。この光干渉信号を光・電変換器で電気信号に変
換し、これをFM復調することにより前記碍子の振動が
計測される。なお、振動計測を行うためには、光学ヘッ
ドの受光学系に入射される反射レーザ光強度が十分に高
く、光干渉信号の干渉ビートレベルが高くならなければ
ならない。In this state, the vibration detecting operation is started, and the confirmation laser light is applied to the insulator as vibration detecting laser light (hereinafter, irradiation laser light) whose beam diameter is narrowed. The irradiation laser light is reflected by an insulator that is vibrated by a sound wave applying device or the like, and is incident on the optical receiving system of the optical head as reflected laser light whose frequency has been shifted by the insulator. Then, the reflected laser light and the reference laser light serving as a standard of the frequency of the irradiation laser light are superposed in the same space, and optical interference occurs. The optical interference signal is converted into an electric signal by an optical / electrical converter, and FM demodulation is performed to measure the vibration of the insulator. In order to measure vibration, the intensity of the reflected laser light incident on the optical receiving system of the optical head must be sufficiently high and the interference beat level of the optical interference signal must be high.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】 ところが、特に、碍
子と光学ヘッドとの距離が離れている場合等において、
前述したように強反射点に照射光軸を固定して振動検出
を行ったとしても、干渉ビートのレベルが上がらない場
合があり、振動計測が不安定又は不可能になることがあ
った。However, in particular, when the distance between the insulator and the optical head is large,
As described above, even when vibration detection is performed with the irradiation optical axis fixed to the strong reflection point, the level of the interference beat may not increase, and vibration measurement may become unstable or impossible.
【0006】この原因の一つとして、光学ヘッドの受光
学系に入射される反射レーザ光に明暗模様があることが
考えられる。この明暗模様は碍子の表面がミクロオーダ
ーで凹凸形状をなしているために生ずるもので、図5に
示すように、照射レーザ光の反射角度がこの碍子1表面
の凹凸により微妙に変化され、反射レーザ光L2に明る
い部分(明部:反射レーザ光が強い部分)L2αと暗い
部分(暗部:反射レーザ光が暗い部分)L2βとが形成
される。この明部L2αと暗部L2βの間隔は、碍子1
と光学ヘッドとの距離が離れている程拡がっている。As one of the causes of this, it is conceivable that the reflected laser light incident on the optical receiving system of the optical head has a bright and dark pattern. This bright and dark pattern is caused because the surface of the insulator has an uneven shape on the micro order. As shown in FIG. 5, the reflection angle of the irradiation laser light is slightly changed by the unevenness of the surface of the insulator 1, and the reflection is reflected. A bright portion (bright portion: portion where reflected laser light is strong) L2α and a dark portion (dark portion: portion where reflected laser light is dark) L2β are formed in the laser light L2. The distance between the light portion L2α and the dark portion L2β is equal to that of the insulator 1.
And the distance from the optical head increases.
【0007】従って、この暗部L2βが光学ヘッドに入
射されると、その反射レーザ光L2と参照光との干渉ビ
ートレベルが十分に上がらず、正確な振動測定を行うこ
とができなかった。なお、図5は、イメージとして明部
L2αと暗部L2βが水平方向に交互に配置されている
ように描いてあるが、実際には明部L2αと暗部L2β
は反射レーザ光L2内においてランダムに存在されてい
る。Therefore, when the dark portion L2β is incident on the optical head, the interference beat level between the reflected laser light L2 and the reference light is not sufficiently increased, and accurate vibration measurement cannot be performed. In FIG. 5, the bright portions L2α and the dark portions L2β are depicted as being alternately arranged in the horizontal direction as an image, but in reality, the bright portions L2α and the dark portions L2β are actually arranged.
Are randomly present in the reflected laser light L2.
【0008】前記のように反射レーザ光L2の暗部L2
βが光学ヘッドに入射されるような状態においては、光
学ヘッドをそれを支持する三脚とともに移動させて設置
位置をずらし、同光学ヘッドと碍子1との位置関係を両
者を結ぶ直線と交差方向に調節しなくてはならない(こ
の調節は、手動によって行うことが可能である)。As described above, the dark portion L2 of the reflected laser light L2
When β is incident on the optical head, the optical head is moved together with the tripod that supports the optical head to shift the installation position, and the positional relationship between the optical head and the insulator 1 is set in a direction intersecting a straight line connecting them. It must be adjusted (this adjustment can be done manually).
【0009】しかし、装置の設置位置をずらせば反射レ
ーザ光L2の明部L2αが光学ヘッドに入射されるとは
限らず、場合によっては繰り返し前記動作を行うことと
なっていた。このため、重量物である光学ヘッドを三脚
とともに移動させることは重労働であるし、碍子1との
位置関係の微妙な調節を行うことができなかった。However, if the installation position of the apparatus is shifted, the bright portion L2α of the reflected laser light L2 is not always incident on the optical head, and the above operation is repeated in some cases. Therefore, it is hard work to move the optical head, which is a heavy object, together with the tripod, and the positional relationship with the insulator 1 cannot be delicately adjusted.
【0010】また、鉄塔が山間部等において設置されて
いる場合、装置を安定して設置し得る場所が限定され、
前述した装置全体を移動させることがままならなかっ
た。本発明は、上記従来技術に存在する問題点に着目し
てなされたものであって、その目的は、被測定物と光学
ヘッドとの位置関係を簡単に調節することができる光学
式振動検出装置を提供することにある。Further, when the steel tower is installed in a mountainous area, etc., the places where the apparatus can be installed stably are limited,
It was not possible to move the entire device described above. The present invention has been made by paying attention to the problems existing in the above-mentioned prior art, and an object thereof is an optical vibration detection device capable of easily adjusting a positional relationship between an object to be measured and an optical head. To provide.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
めに、請求項1の発明では、光学ヘッドは、支持体に対
してスライド機構を介して支持されており、同スライド
機構により光学ヘッドと被測定物との位置関係を、両者
を結ぶ直線と交差方向に調節可能に構成された光学式振
動検出装置である。In order to achieve the above-mentioned object, in the invention of claim 1, the optical head is supported by a support body through a slide mechanism, and the optical head and the optical head are supported by the slide mechanism. It is an optical vibration detection device configured so that the positional relationship with an object to be measured can be adjusted in a direction intersecting with a straight line connecting the two.
【0012】請求項2の発明では、前記支持体には、光
学ヘッドを水平回動及び垂直回動させ得るパン・チルト
機構が設けられている。請求項3の発明では、前記光学
ヘッドはパン・チルト機構に支持されており、同パン・
チルト機構はスライド機構を介して支持体に支持されて
いる。According to a second aspect of the present invention, the support is provided with a pan / tilt mechanism for horizontally and vertically rotating the optical head. In the invention of claim 3, the optical head is supported by a pan / tilt mechanism,
The tilt mechanism is supported by the support through a slide mechanism.
【0013】[0013]
【作用】 上記構成の請求項1の発明においては、光学
ヘッドに反射レーザ光の暗部が入射された状態におい
て、スライド機構を動作させることにより、同光学ヘッ
ドと被測定物との位置関係を、両者を結ぶ直線と交差方
向に簡単に調節できる。これにより、照射レーザ光の強
反射点位置、つまり、被測定物の凹凸状態が微妙に変化
される。従って、反射レーザ光の明部と暗部のパターン
が変わり、光学ヘッドにこの明部を導入させるようにな
っている。According to the first aspect of the present invention having the above-mentioned structure, the positional relationship between the optical head and the object to be measured is changed by operating the slide mechanism while the dark portion of the reflected laser light is incident on the optical head. You can easily adjust to the straight line connecting the two and the crossing direction. As a result, the strong reflection point position of the irradiation laser light, that is, the uneven state of the object to be measured is subtly changed. Therefore, the pattern of the bright portion and the dark portion of the reflected laser light changes, and the bright portion is introduced into the optical head.
【0014】請求項2の発明においては、パン・チルト
機構により容易に強反射点探索を行い得る。請求項3の
発明においては、前記光学ヘッドはパン・チルト機構に
支持されており、同パン・チルト機構はスライド機構を
介して支持体に支持されている。従って、スライド動作
と比べて精度が要求される光学ヘッドのパン・チルト動
作の際に、スライド機構の重量が負担とならない。According to the second aspect of the invention, the strong reflection point search can be easily performed by the pan / tilt mechanism. In the invention of claim 3, the optical head is supported by a pan / tilt mechanism, and the pan / tilt mechanism is supported by a support through a slide mechanism. Therefore, the weight of the slide mechanism does not become a burden during the pan / tilt operation of the optical head, which requires higher accuracy than the slide operation.
【0015】[0015]
【実施例】 以下、本発明の一実施例を図面に従って説
明する。図6に示すように、被測定物としての碍子1
は、大地に立設された鉄塔2の支持アーム3に吊下配置
され、送電線4を絶縁支持している。そして、光学式振
動検出装置(以下振動検出装置とする)5は前記鉄塔2
付近に運搬・設置され、碍子1の良・不良を判定するよ
うになっている。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 6, an insulator 1 as an object to be measured.
Is suspended from a support arm 3 of a steel tower 2 that is erected on the ground, and insulates and supports a power transmission line 4. The optical vibration detecting device (hereinafter referred to as vibration detecting device) 5 is the tower 2
It is transported and installed in the vicinity, and it is designed to judge whether the insulator 1 is good or bad.
【0016】まず、本振動検出装置5を構成する光学ヘ
ッド10について説明すると、図1に示すように、レー
ザ光発生装置11はハウジング12内に配置され、レー
ザ光Lを発生する。第1偏光ビームスプリッタ13はレ
ーザ光発生装置11の前方光軸上に配置され、発生され
たレーザ光Lは同ビームスプリッタ13により一部が直
進されて振動検出用の照射レーザ光L1となり、残りが
直角方向に反射されて周波数の基準となる参照レーザ光
L3となる。First, the optical head 10 constituting the present vibration detecting device 5 will be described. As shown in FIG. 1, the laser light generator 11 is arranged in the housing 12 and generates the laser light L. The first polarization beam splitter 13 is arranged on the front optical axis of the laser light generator 11, and the generated laser light L is partly moved straight by the same beam splitter 13 to become irradiation laser light L1 for vibration detection, and the rest. Is reflected in the right-angled direction to become the reference laser light L3 that serves as a frequency standard.
【0017】第2偏光ビームスプリッタ14は前記第1
偏光ビームスプリッタ13の直進光軸上に配置され、照
射レーザ光L1を直進させる。凹レンズ15は第2偏光
ビームスプリッタ14の直進光軸上に配置され、照射レ
ーザ光L1のビーム径を拡げる。同凹レンズ15は光軸
方向にスライド移動可能な荷台16上に設けられてお
り、同荷台16には直動機構17が連結されている。従
って、同直動機構17により照射レーザ光L1は、ビー
ム径の大きな反射確認レーザ光(以下、確認レーザ光と
する)L4に切り換え可能となっている。1/4波長板
18は前記凹レンズ15の前方に配置され、照射レーザ
光L1の偏波面を直線偏光から円偏光にする。透孔12
αは前記ハウジング12において、1/4波長板18前
方に対応する壁面に貫通形成され、同ハウジング12に
はその透孔12αを取り囲むようにして筒体19が取着
されている。対物レンズ20は同筒体19内に配置さ
れ、同対物レンズ20を介した照射レーザ光L1は平行
光として前記碍子1に照射される。なお、レーザ光Lの
ビーム径の変化については図面に明示しない。The second polarization beam splitter 14 is the first polarization beam splitter.
It is arranged on the straight optical axis of the polarization beam splitter 13 and linearly travels the irradiation laser beam L1. The concave lens 15 is arranged on the straight optical axis of the second polarization beam splitter 14, and expands the beam diameter of the irradiation laser light L1. The concave lens 15 is provided on a loading platform 16 that is slidable in the optical axis direction, and a linear moving mechanism 17 is connected to the loading platform 16. Therefore, the irradiation laser beam L1 can be switched to the reflection confirmation laser beam (hereinafter referred to as confirmation laser beam) L4 having a large beam diameter by the linear motion mechanism 17. The quarter-wave plate 18 is arranged in front of the concave lens 15 and changes the plane of polarization of the irradiation laser beam L1 from linearly polarized light to circularly polarized light. Through hole 12
α is formed through the wall surface of the housing 12 corresponding to the front of the quarter-wave plate 18, and a cylindrical body 19 is attached to the housing 12 so as to surround the through hole 12α. The objective lens 20 is arranged in the same cylindrical body 19, and the laser light L1 emitted through the objective lens 20 is applied to the insulator 1 as parallel light. The change in the beam diameter of the laser light L is not shown in the drawing.
【0018】次に、受光学系について説明する。本実施
例では前記照射光学系と受光学系とは対物レンズ20、
1/4波長板18及び第2偏光ビームスプリッタ14を
共用している。従って、それらの間において照射光学系
の光軸と受光学系の光軸とが一致されている。そして、
前記碍子1からの反射レーザ光L2は、対物レンズ2
0、1/4波長板18を介して第2偏光ビームスプリッ
タ14に入射され、直角に反射される。第3ビームスプ
リッタ21は前記第2偏光ビームスプリッタ14の直角
反射光軸上に配置され、反射レーザ光L2を直進させ
る。Next, the optical receiving system will be described. In this embodiment, the irradiation optical system and the receiving optical system are the objective lens 20,
The quarter wavelength plate 18 and the second polarization beam splitter 14 are shared. Therefore, the optical axis of the irradiation optical system and the optical axis of the receiving optical system are aligned between them. And
The reflected laser light L2 from the insulator 1 is reflected by the objective lens 2
The light is incident on the second polarization beam splitter 14 through the 0, 1/4 wavelength plate 18 and reflected at a right angle. The third beam splitter 21 is arranged on the right-angled reflection optical axis of the second polarization beam splitter 14, and makes the reflected laser light L2 travel straight.
【0019】次に、参照光学系について説明すると、前
記第1偏光ビームスプリッタ13の反射光軸上には音響
光学変調器22が配置され、同音響光学変調器22はそ
れに接続された図示しない駆動回路により高周波印加駆
動され、参照レーザ光L3は周波数がシフトされる。反
射ミラー23は同音響光学変調器22の前方に配置さ
れ、参照レーザ光L3が直角に反射される。そして、同
反射ミラー23により直角に反射された参照レーザ光L
3は、前記第3ビームスプリッタ21に入射されるとと
もに、同ビームスプリッタ21により直角に反射され
る。従って、前記反射レーザ光L2と参照レーザ光L3
は同第3ビームスプリッタ21にて重ね合わされて光干
渉される。この干渉レーザ光L5の光軸上には光・電変
換器24が配設され、同光・電変換器24に入射された
干渉レーザ光L5は光信号から電気信号に変換される。Next, the reference optical system will be described. An acousto-optic modulator 22 is arranged on the reflection optical axis of the first polarization beam splitter 13, and the acousto-optic modulator 22 is connected to it and is not shown in the drawing. High frequency application is driven by the circuit, and the frequency of the reference laser beam L3 is shifted. The reflection mirror 23 is arranged in front of the acousto-optic modulator 22 and reflects the reference laser beam L3 at a right angle. Then, the reference laser beam L reflected at a right angle by the reflection mirror 23.
The light beam 3 enters the third beam splitter 21 and is reflected by the beam splitter 21 at a right angle. Therefore, the reflected laser light L2 and the reference laser light L3
Are superposed by the third beam splitter 21 and interfere with each other. An optical / electrical converter 24 is arranged on the optical axis of the interference laser light L5, and the interference laser light L5 incident on the optical / electrical converter 24 is converted from an optical signal to an electric signal.
【0020】図1及び図6に示すように、前記構成の光
学ヘッド10には計測装置25が並設されている。すな
わち、同計測装置25を構成する復調器26は、前記光
学ヘッド10の光・電変換器24に接続されている。同
復調器26には干渉ビートレベルメータ27及び周波数
(振動)解析装置(FFTアナライザ)28が接続され
ている。そして、復調器26に入力された前記電気信号
がAM検波され、干渉レーザ光L5の受信レベルとして
その値が干渉ビートレベルメータ27に表示される。ま
た、電気信号がFM検波され、振動データとして周波数
解析装置28に入力される。同周波数解析装置28は振
動データをFFT変換(フーリエ変換)し、碍子1の振
動数及び応答レベルの解析を行うようになっている。As shown in FIGS. 1 and 6, the optical head 10 having the above construction is provided with a measuring device 25 in parallel. That is, the demodulator 26 constituting the measuring device 25 is connected to the photoelectric converter 24 of the optical head 10. An interference beat level meter 27 and a frequency (vibration) analyzer (FFT analyzer) 28 are connected to the demodulator 26. Then, the electric signal input to the demodulator 26 is subjected to AM detection, and its value is displayed on the interference beat level meter 27 as the reception level of the interference laser light L5. Further, the electric signal is FM-detected and input to the frequency analysis device 28 as vibration data. The frequency analysis device 28 performs FFT transformation (Fourier transformation) on the vibration data to analyze the frequency and response level of the insulator 1.
【0021】図6において29は、碍子1を加振するた
めの加振装置としての音波付与装置を構成するスピーカ
を示し、同スピーカ29は振動検出装置5付近に配置さ
れ、碍子1に指向されている。In FIG. 6, reference numeral 29 denotes a speaker which constitutes a sound wave applying device as a vibrating device for vibrating the insulator 1. The speaker 29 is arranged near the vibration detecting device 5 and is directed to the insulator 1. ing.
【0022】次に、前記光学ヘッド10の支持構造につ
いて説明する。図3において31はパン・チルト荷台を
示しており、同パン・チルト荷台31には同図において
左右方向に延びる支軸32が回動可能に保持されてい
る。前記構成の光学ヘッド10は、同支軸32の左端部
に固定されている。カウンタウエイト33は支軸32の
右端部に装着されて、前記パン・チルト荷台31におい
ての支持バンランスが保持されている。そして、同支軸
32には図示しないモータが連結されており、同モータ
の駆動により光学ヘッド10は支軸32の軸線Tを中心
として上下方向に回動(チルト動作)可能となってい
る。Next, the support structure of the optical head 10 will be described. In FIG. 3, reference numeral 31 denotes a pan / tilt carrier, and a support shaft 32 extending in the left-right direction in the figure is rotatably held on the pan / tilt carrier 31. The optical head 10 configured as described above is fixed to the left end of the support shaft 32. The counterweight 33 is attached to the right end portion of the support shaft 32, and holds the support balance of the pan / tilt carrier 31. A motor (not shown) is connected to the support shaft 32, and the optical head 10 can be vertically rotated (tilt operation) about the axis T of the support shaft 32 by driving the motor.
【0023】また、前記パン・チルト荷台31はその下
方に配置された支柱34にて軸支されており、同パン・
チルト荷台31は図示しないモータの駆動により同支柱
34の軸線Pを中心として左右方向に回動(パン動作)
可能となっている。Further, the pan / tilt carrier 31 is pivotally supported by a column 34 arranged below the pan / tilt carrier 31.
The tilt platform 31 is rotated in the left-right direction about the axis P of the column 34 by driving a motor (not shown) (pan operation).
It is possible.
【0024】以上構成が光学ヘッド10をパン・チルト
動作させるパン・チルト機構35をなしている。そし
て、本実施例においては、前述した光学ヘッド10を支
持するパン・チルト機構35が、スライド機構36を介
して支持体としての三脚37に支持されている。すなわ
ち、図3及び図4に示すように、正面凹状をなすガイド
フレーム38は、折り畳み可能な三脚37の上部に取付
固定されている。一対のガイドロッド39はガイドフレ
ーム38の前後側(図3において紙面表側及び裏側)に
おいて、それぞれ対向する側壁38α間に支持されてい
る。ネジ棒40は同ガイドロッド39間において同方向
に配置されており、同ネジ棒40の一端部はガイドフレ
ーム38の外側に配設された駆動モータ41に連結され
ている。The above structure constitutes the pan / tilt mechanism 35 for pan / tilt the optical head 10. In this embodiment, the pan / tilt mechanism 35 that supports the above-described optical head 10 is supported by the tripod 37 as a support body via the slide mechanism 36. That is, as shown in FIGS. 3 and 4, the guide frame 38 having a concave front shape is attached and fixed to the upper portion of the foldable tripod 37. The pair of guide rods 39 are supported on the front and rear sides of the guide frame 38 (on the front side and the back side in FIG. 3) between the side walls 38α facing each other. The screw rods 40 are arranged in the same direction between the guide rods 39, and one end of the screw rods 40 is connected to a drive motor 41 arranged outside the guide frame 38.
【0025】スライド荷台42はその裏面側に支持脚4
2αを有し、同支持脚42αにより前記ガイドロッド3
9が把持されて、同スライド荷台42は前記ガイドフレ
ーム38上においてガイドロッド39方向に移動可能に
保持されている。また、ネジ孔43αを有するネジ受け
部43は前記スライド荷台42裏面の略中央部に設けら
れ、前記ネジ棒40は同ネジ孔43αに螺通されてい
る。従って、前記駆動モータ41の駆動回転によりネジ
棒40が回転され、スライド荷台42は図3において二
点鎖線で示すように左右方向にスライド移動可能であ
る。The slide carrier 42 has support legs 4 on the back side thereof.
2α, and the guide rod 3 is provided by the support leg 42α.
9 is gripped, and the slide carrier 42 is held on the guide frame 38 so as to be movable in the direction of the guide rod 39. Further, a screw receiving portion 43 having a screw hole 43α is provided at a substantially central portion on the back surface of the slide carrier 42, and the screw rod 40 is screwed into the screw hole 43α. Therefore, the screw rod 40 is rotated by the drive rotation of the drive motor 41, and the slide carrier 42 is slidable in the left-right direction as shown by the chain double-dashed line in FIG.
【0026】そして、前記構成のパン・チルト機構35
がその支柱34を以てスライド機構36のスライド荷台
42上に固定されており、前述した同スライド荷台42
のスライド移動により、光学ヘッド10は二点鎖線で示
すように、パン・チルト機構35とともに支柱34の軸
線Pと交差方向に移動可能である。Then, the pan / tilt mechanism 35 having the above-mentioned structure
Are fixed on the slide loading platform 42 of the slide mechanism 36 by the columns 34, and the slide loading platform 42 described above is fixed.
The optical head 10 can be moved together with the pan / tilt mechanism 35 in the direction intersecting with the axis P of the support column 34 by the sliding movement of.
【0027】そして、図2に示すように、前記スライド
機構36を駆動する駆動モータ41及びパン・チルト機
構35を駆動するモータには、コントローラ44を介し
て操作装置45が接続されており、同操作装置45を介
して前記スライド機構36及びパン・チルト機構35が
動作される。As shown in FIG. 2, an operating device 45 is connected via a controller 44 to the drive motor 41 for driving the slide mechanism 36 and the motor for driving the pan / tilt mechanism 35. The slide mechanism 36 and the pan / tilt mechanism 35 are operated via the operation device 45.
【0028】なお、図3において30はテレビカメラを
示し、同テレビカメラ30にて捉えられた照射レーザ光
L1の照射状態を示す映像が、図示しないディスプレー
に映し出されるようになっている。In FIG. 3, reference numeral 30 denotes a TV camera, and an image showing the irradiation state of the irradiation laser beam L1 captured by the TV camera 30 is displayed on a display (not shown).
【0029】次に、本実施例の作用について説明する。
前記レーザ光発生装置11から出力されたレーザ光L
は、前述した照射光学系を経て凹レンズ15に入射され
る。この時、同凹レンズ15は直動機構17によりビー
ム径を拡げる位置に配置されている。このため、レーザ
光Lはビーム径の拡い確認レーザ光L4として碍子1に
照射される。この照射状態はテレビカメラ30で捕らえ
られ、その画像は図示しないディスプレーに表示され
る。Next, the operation of this embodiment will be described.
Laser light L output from the laser light generator 11
Enters the concave lens 15 through the irradiation optical system described above. At this time, the concave lens 15 is arranged at a position where the beam diameter is expanded by the linear movement mechanism 17. Therefore, the laser light L is applied to the insulator 1 as the laser light L4 for confirming the expansion of the beam diameter. This irradiation state is captured by the television camera 30, and its image is displayed on a display (not shown).
【0030】そして、操作者はディスプレー上で確認レ
ーザ光L4の照射状態を確認しながら、操作装置45を
介してパン・チルト機構35を動作させ、確認レーザ光
L4の最も強い反射光が得られるように光学ヘッド10
を上下、左右方向に回動させる。Then, the operator operates the pan / tilt mechanism 35 via the operation device 45 while confirming the irradiation state of the confirmation laser light L4 on the display, and the strongest reflected light of the confirmation laser light L4 is obtained. Optical head 10
Rotate up and down, left and right.
【0031】前記光学ヘッド10は、確認レーザ光L4
の最も強い反射光を得られる位置(強反射点K)で固定
される。この状態で凹レンズ15は直動機構17により
確認レーザ光L4の光軸上を移動され、それにより、同
確認レーザ光L4はビーム径が絞られて照射レーザ光L
1として碍子1に照射される。従って、同照射レーザ光
L1の反射光強度が上がり、碍子1の振動検出動作が行
われる。The optical head 10 has a confirmation laser beam L4.
It is fixed at a position (strong reflection point K) where the strongest reflected light of is obtained. In this state, the concave lens 15 is moved on the optical axis of the confirmation laser beam L4 by the linear movement mechanism 17, whereby the beam diameter of the confirmation laser beam L4 is narrowed and the irradiation laser beam L4.
Insulator 1 is irradiated as 1. Therefore, the reflected light intensity of the irradiation laser beam L1 is increased, and the vibration detection operation of the insulator 1 is performed.
【0032】すなわち、前記照射レーザ光L1は、スピ
ーカ29の音波により加振されて振動される碍子1に反
射され、同碍子1により周波数シフト(ドップラシフ
ト)された反射レーザ光L2として対物レンズ20に入
射される。同対物レンズ20に入射された反射レーザ光
L2は、1/4波長板18を経て第2偏光ビームスプリ
ッタ14に至り、そこで直角に反射されて、第3ビーム
スプリッタ21に至る。That is, the irradiation laser beam L1 is reflected by the insulator 1 which is excited and vibrated by the sound wave of the speaker 29, and the objective lens 20 is reflected laser beam L2 frequency-shifted (Doppler-shifted) by the insulator 1. Is incident on. The reflected laser light L2 incident on the objective lens 20 reaches the second polarization beam splitter 14 via the quarter-wave plate 18, is reflected at a right angle there, and reaches the third beam splitter 21.
【0033】そして、第3ビームスプリッタ21に入射
された反射レーザ光L2は、そこで参照レーザ光L3と
重ね合わされて光干渉される。この干渉レーザ光L5は
光・電変換器24に導かれ、光信号から電気信号に変換
される。同電気信号は復調器26にてAM検波されて、
干渉レーザ光L5の受信レベルとして干渉ビートレベル
メータ27に表示される。このAM検波と同時に、同じ
く復調器26にて同電気信号がFM検波され、振動デー
タとして周波数解析装置28に送られる。同周波数解析
装置28にて振動データがFFT変換(フーリエ変換)
され、碍子1の振動数及びレベルの解析が行われる。こ
の結果を基にして、同碍子1の良・不良が判定される。Then, the reflected laser light L2 incident on the third beam splitter 21 is superposed on the reference laser light L3 there and undergoes optical interference. The interference laser beam L5 is guided to the optical / electrical converter 24 and converted from an optical signal to an electric signal. The electric signal is AM-detected by the demodulator 26,
The reception level of the interference laser beam L5 is displayed on the interference beat level meter 27. Simultaneously with this AM detection, the same electric signal is also FM detected by the demodulator 26 and sent to the frequency analysis device 28 as vibration data. Vibration data is FFT-transformed (Fourier transform) by the frequency analysis device 28.
Then, the frequency and level of the insulator 1 are analyzed. Based on this result, it is judged whether the insulator 1 is good or bad.
【0034】ところが、照射レーザ光L1を強反射点K
に照射することができても、干渉レーザ光L5の受信レ
ベルが十分に上がらない場合がある。これは従来技術で
述べたように、碍子1の表面の凹凸に起因し、反射レー
ザ光L2の暗部L2βが光学ヘッド10に入射された状
態にあるからである(図5に示す)。However, the irradiation laser beam L1 is reflected at the strong reflection point K.
However, there is a case where the reception level of the interference laser beam L5 does not sufficiently rise even if it is possible to irradiate the light. This is because the dark portion L2β of the reflected laser light L2 is incident on the optical head 10 due to the unevenness of the surface of the insulator 1 as shown in the related art (shown in FIG. 5).
【0035】このような場合、本実施例においては操作
装置45を介してスライド機構36を動作させて光学ヘ
ッド10をスライド移動させる。これにより、光学ヘッ
ド10と碍子1との位置関係が、両者1、10を結ぶ直
線(照射レーザ光L1を碍子1に対して照射した状態で
は、同レーザ光L1と同一直線)と交差方向に調節され
る。この位置関係が変化されれば、当然、強反射点Kも
変化されるため、再度、前記パン・チルト機構35を動
作させて強反射点Kに照射レーザ光L1を固定し、干渉
ビートレベルメータ27にて十分に干渉レーザ光L5の
受信レベルが上がっていることが確認できれば、その位
置で振動検出動作を行う。しかし、干渉レーザ光L5の
受信レベルが上昇しなければ、光学ヘッド10のスライ
ド移動及びパン・チルト動作を繰り返す。In such a case, in this embodiment, the slide mechanism 36 is operated via the operating device 45 to slide the optical head 10. As a result, the positional relationship between the optical head 10 and the insulator 1 is in a direction intersecting with a straight line that connects the optical head 10 and the insulator 1 (the same straight line as the laser beam L1 when the irradiated laser beam L1 is applied to the insulator 1). Adjusted. If this positional relationship is changed, the strong reflection point K is naturally changed, so that the pan / tilt mechanism 35 is again operated to fix the irradiation laser beam L1 to the strong reflection point K, and the interference beat level meter is measured. If it can be confirmed at 27 that the reception level of the interference laser light L5 is sufficiently increased, the vibration detection operation is performed at that position. However, if the reception level of the interference laser beam L5 does not rise, the sliding movement and pan / tilt operation of the optical head 10 are repeated.
【0036】つまり、スライド機構36を動作させて光
学ヘッド10と碍子1との位置関係を、両者1、10を
結ぶ直線に対して交差方向に調節することにより、照射
レーザ光L1の碍子1においての強反射点Kが変化さ
れ、従って、同強反射点Kにおける碍子1の表面の凹凸
形状が変化されることになる。それにともなって反射レ
ーザ光L2の明部L2αと暗部L2βのパターンが変化
されることになり、光学ヘッド10にこの明部L2αを
導入しようとするものである。That is, the slide mechanism 36 is operated to adjust the positional relationship between the optical head 10 and the insulator 1 in the intersecting direction with respect to the straight line connecting the both 1 and 10, so that the insulator 1 of the irradiation laser beam L1 is irradiated. The strong reflection point K is changed, and accordingly, the uneven shape of the surface of the insulator 1 at the strong reflection point K is changed. Along with this, the patterns of the bright portion L2α and the dark portion L2β of the reflected laser light L2 are changed, and the bright portion L2α is introduced into the optical head 10.
【0037】以上のように、本実施例においては、スラ
イド機構36を設けたことにより光学ヘッド10と碍子
1との位置関係を、両者1、10を結ぶ直線と交差方向
に調節することができる。従って、例え、反射レーザ光
L2の暗部L2βが光学ヘッド10に入射されても、従
来のように装置5全体を移動させる必要がなく、簡単か
つ楽な作業で位置関係の調節を行い得るし、微妙な調節
も可能となる。しかも、装置5の設置位置を変える必要
がないため、山間部等の、安定して装置5を設置し得る
場所が限定される場合においても有効となる。As described above, in this embodiment, by providing the slide mechanism 36, the positional relationship between the optical head 10 and the insulator 1 can be adjusted in the direction intersecting with the straight line connecting the both 1 and 10. . Therefore, even if the dark portion L2β of the reflected laser light L2 is incident on the optical head 10, it is not necessary to move the entire device 5 as in the conventional case, and the positional relationship can be adjusted by a simple and easy operation, Subtle adjustments are possible. Moreover, since it is not necessary to change the installation position of the device 5, it is effective even when the place where the device 5 can be stably installed is limited, such as in a mountain area.
【0038】また、パン・チルト機構35を設けたこと
により、強反射点Kの探索を容易にしかも楽に行い得
る。さらに、例えば、パン・チルト機構35上にスライ
ド機構36を設けると、同スライド機構36分の重量に
より、光学ヘッド10の精度の良いパン・チルト動作を
行い難くなる。しかし、本実施例においては、スライド
機構36上にパン・チルト機構35を設けたことにより
そのおそれはない(光学ヘッド10のスライド移動にお
いては、パン・チルト動作程の精度は要求されない)。Further, by providing the pan / tilt mechanism 35, the strong reflection point K can be searched easily and easily. Furthermore, for example, when the slide mechanism 36 is provided on the pan / tilt mechanism 35, the weight of the slide mechanism 36 makes it difficult to perform the pan / tilt operation with high accuracy of the optical head 10. However, in the present embodiment, this is not a concern because the pan / tilt mechanism 35 is provided on the slide mechanism 36 (the accuracy of the pan / tilt operation is not required for the sliding movement of the optical head 10).
【0039】なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で
以下のような態様で実施できる。 (1)碍子1以外の、例えば、橋梁の劣化検出等、作業
者が近づくことが困難なものに対する振動検出に用いる
こと。 (2)前記スライド機構36は、ネジ棒40とネジ孔4
3αとにより構成されていたが、これを変更して、ラッ
クとピニオンギアやウォームギアとラック等の他の直線
往復動機構に変更しても良い。また、油圧シリンダによ
りスライド荷台42を移動させるように構成しても良
い。 (3)スライド機構36により光学ヘッド10を支持さ
せ、同スライド機構36をパン・チルト機構35を介し
て支持体37に支持させること。The following embodiments can be carried out without departing from the spirit of the present invention. (1) To be used for vibration detection other than the insulator 1, for example, for detecting deterioration of a bridge or the like, which is difficult for an operator to approach. (2) The slide mechanism 36 includes a screw rod 40 and a screw hole 4.
Although it is configured by 3α, it may be changed to another linear reciprocating mechanism such as a rack and a pinion gear or a worm gear and a rack. Further, the slide loading platform 42 may be moved by a hydraulic cylinder. (3) The optical head 10 is supported by the slide mechanism 36, and the slide mechanism 36 is supported by the support body 37 via the pan / tilt mechanism 35.
【0040】上記実施例から把握できる技術的思想につ
いて以下に記載する。受光学系の光学ヘッド10と照射
光学系の光学ヘッド10とをそれぞれ独立して設け、同
照射光学系を強反射点Kにて固定した状態で、受光学系
のみをスライド移動させるように構成すること。The technical idea which can be understood from the above-mentioned embodiment will be described below. The optical head 10 of the receiving optical system and the optical head 10 of the irradiation optical system are independently provided, and only the receiving optical system is slid while the irradiation optical system is fixed at the strong reflection point K. To do.
【0041】このようにすれば、再度、強反射点Kを探
索するためのパン・チルト動作が不要になり、しかも、
一回の移動で反射レーザ光L2の明部L2αを受光学系
に入射させることができる。つまり、積極的に反射レー
ザ光L2の明部L2αを光学ヘッドに導入させる構成と
なる。In this way, the pan / tilt operation for searching for the strong reflection point K again becomes unnecessary, and moreover,
The bright portion L2α of the reflected laser light L2 can be made incident on the optical receiving system by one movement. That is, the bright portion L2α of the reflected laser light L2 is positively introduced into the optical head.
【0042】[0042]
【発明の効果】 以上詳述したように、光学式振動検出
装置と被測定物(例えば、碍子)との位置関係を、両者
を結ぶ直線(照射レーザ光軸)に対して交差方向に調節
するという請求項1の発明によれば、反射レーザ光に明
暗模様があっても、干渉ビートのレベルを上げることが
可能であるため、良好に振動測定を行うことができる。
そして、この調節を、簡単かつ楽な操作で行い得る。As described in detail above, the positional relationship between the optical vibration detection device and the object to be measured (eg, insulator) is adjusted in the direction intersecting the straight line (the irradiation laser optical axis) connecting the two. According to the invention of claim 1, even if the reflected laser light has a bright and dark pattern, it is possible to raise the level of the interference beat, so that the vibration measurement can be satisfactorily performed.
Then, this adjustment can be performed by a simple and easy operation.
【0043】請求項2の発明によれば、強反射点探索を
容易に行い得る。請求項3の発明によれば、光学ヘッド
は精度の良いパン・チルト動作を行い得る。According to the invention of claim 2, the strong reflection point search can be easily performed. According to the invention of claim 3, the optical head can perform the pan / tilt operation with high accuracy.
【図1】 光学ヘッドの縦断面図及び光学式振動検出装
置のブロック図。FIG. 1 is a vertical sectional view of an optical head and a block diagram of an optical vibration detection device.
【図2】 スライド機構及びパン・チルト機構のブロッ
ク図。FIG. 2 is a block diagram of a slide mechanism and a pan / tilt mechanism.
【図3】 光学ヘッドの支持構成を示す正面図。FIG. 3 is a front view showing a support structure of an optical head.
【図4】 スライド機構の横断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of a slide mechanism.
【図5】 反射レーザ光の反射状態を示すイメージ図。FIG. 5 is an image diagram showing a reflection state of reflected laser light.
【図6】 光学式振動検出装置の設置状態を示す模式
図。FIG. 6 is a schematic diagram showing an installation state of an optical vibration detection device.
1…被測定物としての碍子、10…光学ヘッド、36…
スライド機構、37…支持体としての三脚、L1…照射
レーザ光、L2…反射レーザ光、L3…参照レーザ光。1 ... Insulator as an object to be measured, 10 ... Optical head, 36 ...
Slide mechanism, 37 ... Tripod as support, L1 ... Irradiated laser light, L2 ... Reflected laser light, L3 ... Reference laser light.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋月 優宏 名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日本碍子 株式会社内 (72)発明者 宇佐見 大樹 名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日本碍子 株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yuuhiro Akizuki 2 56 Sudamachi, Mizuho-ku, Nagoya City Nippon Insulators Co., Ltd. (72) Taiki Usami 2 56 56 Sudamachi, Mizuho-ku, Nagoya City Japan Insulator Within the corporation
Claims (3)
系と、同被測定物からの反射レーザ光を受光する受光学
系とを有する光学ヘッドと、同光学ヘッドを測定位置に
て支持する支持体とを備え、前記反射レーザ光と照射レ
ーザ光の周波数の基準となる参照光とを同一空間で重ね
合わせて光干渉させ、この光干渉信号をFM復調するこ
とにより前記被測定物の振動を計測する光学式振動検出
装置において、 前記光学ヘッドは、支持体に対してスライド機構を介し
て支持されており、同スライド機構により光学ヘッドと
被測定物との位置関係を、両者を結ぶ直線と交差方向に
調節可能に構成された光学式振動検出装置。1. An optical head having an irradiation optical system for irradiating an object to be measured with laser light, an optical receiving system for receiving reflected laser light from the object to be measured, and supporting the optical head at a measurement position. A support body for controlling the frequency of the reflected laser light and the reference light serving as a reference of the frequency of the irradiation laser light in the same space to cause optical interference, and FM demodulates the optical interference signal to obtain the object to be measured. In an optical vibration detection device for measuring vibration, the optical head is supported on a support body through a slide mechanism, and the slide mechanism connects the optical head and the object to be measured to each other. An optical vibration detection device that can be adjusted in a direction that intersects a straight line.
及び垂直回動させ得るパン・チルト機構が設けられてい
る請求項1に記載の光学式振動検出装置。2. The optical vibration detection device according to claim 1, wherein the support is provided with a pan / tilt mechanism capable of horizontally rotating and vertically rotating the optical head.
持されており、同パン・チルト機構はスライド機構を介
して支持体に支持されている請求項2に記載の光学式振
動検出装置。3. The optical vibration detection device according to claim 2, wherein the optical head is supported by a pan / tilt mechanism, and the pan / tilt mechanism is supported by a support through a slide mechanism.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7037344A JPH08233784A (en) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | Optical vibration detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7037344A JPH08233784A (en) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | Optical vibration detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08233784A true JPH08233784A (en) | 1996-09-13 |
Family
ID=12494979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7037344A Pending JPH08233784A (en) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | Optical vibration detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08233784A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016080390A (en) * | 2014-10-10 | 2016-05-16 | 横河電機株式会社 | Resonance frequency measuring system, and resonance frequency measuring method |
-
1995
- 1995-02-24 JP JP7037344A patent/JPH08233784A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016080390A (en) * | 2014-10-10 | 2016-05-16 | 横河電機株式会社 | Resonance frequency measuring system, and resonance frequency measuring method |
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