JPH0829248A - Laser doppler vibration meter - Google Patents

Laser doppler vibration meter

Info

Publication number
JPH0829248A
JPH0829248A JP15976394A JP15976394A JPH0829248A JP H0829248 A JPH0829248 A JP H0829248A JP 15976394 A JP15976394 A JP 15976394A JP 15976394 A JP15976394 A JP 15976394A JP H0829248 A JPH0829248 A JP H0829248A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
laser light
laser
processing device
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP15976394A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3410822B2 (en
Inventor
Makoto Ochiai
誠 落合
Michio Sato
道雄 佐藤
Riyoko Haneda
里代子 羽田
Kazumi Watabe
和美 渡部
Seiki Soramoto
誠喜 空本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP15976394A priority Critical patent/JP3410822B2/en
Publication of JPH0829248A publication Critical patent/JPH0829248A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3410822B2 publication Critical patent/JP3410822B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To provide a laser Doppler vibration meter which can optimize the intensity of laser beams discharged from the vibration meter and at the same time prevent measurement data from deteriorating by detecting the reduction in signal component of input scattered light or self vibration. CONSTITUTION:In a laser Doppler vibration meter with a signal processing device 13 which performs light heterodyne detection of a scattered light 3e of laser beams reflected from a vibration object 10 and the above laser beams by an optical interference system 4 and converts the output light to an electrical signal by a photodetector 12 and then extracting the vibration information of the vibration object 10 from the electrical signal, a signal strength shortage detection means consisting of a constant-voltage generator 15a for generating a signal strength lower-limit value which can be processed by the signal processing device 13 and a comparator 16a for comparing the output signal of a photodetector 12 and the generation signal of the constant-voltage generator 15a is provided.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、配管や機器等構造物の
振動を非接触で測定する振動計に係り、特に反射光強度
の減衰や、振動計自身の振動による測定結果に及ぼす悪
影響を排除したレーザドプラ方式振動計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibrometer for measuring the vibration of structures such as pipes and equipment in a non-contact manner. It relates to the excluded laser Doppler type vibrometer.

【0002】[0002]

【従来の技術】配管や機器、および構造物等が振動する
場合に、この振動物体の振動を非接触にて測定する振動
計のうちに、振動物体表面に照射したレーザ光の反射光
を受けて、そのドプラシフト量から振動を測定するレー
ザドプラ方式振動計がある。
2. Description of the Related Art A vibrometer which measures the vibration of a vibrating object in a non-contact manner when pipes, equipment, structures, etc. are vibrated. Then, there is a laser Doppler vibrometer which measures vibration from the Doppler shift amount.

【0003】図9のブロック構成図に示すように、この
レーザドプラ方式振動計1は、レーザ光源2から特定の
周波数f0 、波長λ0 で連続的に出力されたレーザビー
ム3aは、光ヘテロダイン用光学干渉系4のビームスプ
リッタ5aにより、このレーザビーム3aと直交する光
軸方向を持つレーザビーム3b、および同一光軸方向を
持つ出射光3cに分割される。
As shown in the block diagram of FIG. 9, in this laser Doppler vibrometer 1, a laser beam 3a continuously output from a laser light source 2 at a specific frequency f 0 and a wavelength λ 0 is used for optical heterodyne. The beam splitter 5a of the optical interference system 4 splits the laser beam 3a into a laser beam 3b having an optical axis direction orthogonal to the laser beam 3a and an emitted light 3c having the same optical axis direction.

【0004】このうちのレーザビーム3bは、ミラー6
aを介して周波数シフタドライバ7によって駆動された
周波数シフタ8に入射され、一定の周波数fs だけ周波
数シフトを受けて、f0 +fs の周波数を持つ参照光3
dとなり、ミラー6bを介してビームスプリッタ5bに
入射される。一方、前記出射光3cは直進してビームス
プリッタ5bを通過し、集光用光学系9によって振動物
体10の表面に照射される。
The laser beam 3b among them is reflected by the mirror 6
The reference light 3 that is incident on the frequency shifter 8 driven by the frequency shifter driver 7 via a, undergoes a frequency shift by a constant frequency f s , and has a frequency of f 0 + f s.
It becomes d and is incident on the beam splitter 5b through the mirror 6b. On the other hand, the emitted light 3c goes straight, passes through the beam splitter 5b, and is irradiated onto the surface of the vibrating object 10 by the condensing optical system 9.

【0005】いま振動物体10が周波数fm 、最大速度V
0 で振動方向11に正弦波的に振動していたとすると、そ
の振動速度vは、時間tの関数として次の式(1) で表わ
される。
Now, the vibrating object 10 has a frequency f m and a maximum velocity V.
Assuming that it oscillates sinusoidally in the vibration direction 11 at 0 , its vibration velocity v is expressed by the following equation (1) as a function of time t.

【0006】v=v0 sin(2πfm t) …(1)V = v 0 sin (2πf m t) (1)

【0007】また、このように振動している振動物体10
の表面に直角に照射された出射光3cは、次の式(2) で
示すだけのドプラシフトfd を受けて、周波数f0 +f
d の散乱光3eとなる。
Further, the vibrating object 10 vibrating in this way
The emitted light 3c which is radiated at right angles to the surface of is subjected to the Doppler shift f d represented by the following equation (2) and the frequency f 0 + f
It becomes d scattered light 3e.

【0008】fd =2v/λ0 …(2)F d = 2v / λ 0 (2)

【0009】この散乱光3eは集光用光学系9によって
ビームスプリッタ5b上に集光され、このビームスプリ
ッタ5bで前記のようにミラー6bから導かれた参照光
3dと重ね合わせられて光検出器12へ導かれる。
The scattered light 3e is condensed on the beam splitter 5b by the condensing optical system 9 and is superposed on the reference light 3d guided from the mirror 6b as described above by the beam splitter 5b and is then detected by the photodetector. Guided to 12.

【0010】光検出器12では入力した光を電気信号に変
換するが、この電気信号は参照光3dと散乱光3eの干
渉によって生じた、次の式(3) で示すビート信号周波数
Bのような交流成分を持つ信号となる。
The photodetector 12 converts the input light into an electric signal. This electric signal has a beat signal frequency f B represented by the following equation (3), which is generated by the interference of the reference light 3d and the scattered light 3e. The signal has such an AC component.

【0011】 fB =fs +fd =fs +2v/λ0 …(3)F B = f s + f d = f s + 2v / λ 0 (3)

【0012】これをキャリア周波数fs のFM信号とし
て信号処理装置13によって検波すると、振動物体10の振
動周波数fm に等しい周波数と、振動速度vに比例した
波高値を持つアナログ信号を得ることができる。
When this is detected by the signal processing device 13 as an FM signal having a carrier frequency f s , an analog signal having a frequency equal to the vibration frequency f m of the vibrating object 10 and a peak value proportional to the vibration speed v can be obtained. it can.

【0013】なお以上のことは、光ヘテロダイン用光学
干渉系4を用いた振動速度の検出技術として、文献およ
び過去に製品化されたレーザドプラ方式振動計のカタロ
グ等で従来より知られている。
The above is known as a technique for detecting the vibration velocity using the optical interference system 4 for optical heterodyne, from the literature and catalogs of laser Doppler vibrometers that have been commercialized in the past.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】従来のレーザドプラ方
式振動計1では、出射光3cの状態や集光用光学系9と
振動物体10との位置関係、および振動物体10の表面状況
によっては、集光用光学系9で集光できる散乱光3eの
強度が著しく減少することがある。このような場合に信
号処理装置13においては、振動信号成分とノイズ成分が
判別できずに、誤ったデータを出力してしまう支障があ
った。
In the conventional laser Doppler vibrometer 1, depending on the state of the emitted light 3c, the positional relationship between the condensing optical system 9 and the vibrating object 10, and the surface condition of the vibrating object 10, The intensity of the scattered light 3e that can be collected by the optical system 9 for light may be significantly reduced. In such a case, the signal processing device 13 has a problem in that the vibration signal component and the noise component cannot be discriminated from each other and incorrect data is output.

【0015】また、何等かの理由によってレーザドプラ
方式振動計1自身が振動した場合にも、検出した振動物
体10の振動と自己振動とを区別することが不可能で、両
方が重ね合わされた誤った振動情報を出力するという問
題もあった。
Further, even when the laser Doppler vibrometer 1 itself vibrates for some reason, it is impossible to distinguish the detected vibration of the vibrating object 10 from the self-vibration, and both are erroneously overlapped. There was also the problem of outputting vibration information.

【0016】本発明の目的とするところは、入力した散
乱光の信号成分の低下、あるいは自己振動を検出して、
振動計から出射されるレーザ光の強度を最適化すると共
に、測定情報の劣化を防止したレーザドプラ方式振動計
を提供することにある。
An object of the present invention is to detect a decrease in signal component of input scattered light or self-vibration,
An object of the present invention is to provide a laser Doppler vibrometer in which the intensity of laser light emitted from the vibrometer is optimized and deterioration of measurement information is prevented.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明に係るレーザドプラ方式振動計
は、レーザ光源から照射したレーザ光の振動物体から反
射された散乱光と前記レーザ光源からのレーザ光とを光
学干渉系により光ヘテロダイン検波すると共に、この出
力光を光検出器にて電気信号に変換してこの電気信号か
ら振動物体により発生したレーザ光のドプラシフト量に
関する情報を抽出する信号処理装置を備えたレーザドプ
ラ方式振動計において、前記信号処理装置で処理が可能
な信号強度下限値を発生する基準信号発生器および前記
光検出器の出力信号と前記基準信号発生器の発生信号を
比較する比較器とからなる信号強度不足検出手段を設け
たことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a laser Doppler vibrometer according to a first aspect of the present invention is a laser light emitted from a laser light source, the scattered light reflected from a vibrating object, and the laser light source. The laser light from the laser is detected by an optical interference system by optical heterodyne detection, and the output light is converted into an electric signal by a photodetector, and information on the Doppler shift amount of the laser light generated by the vibrating object is extracted from the electric signal. In a laser Doppler type vibrometer equipped with a signal processing device, the output signal of the reference signal generator and the photodetector and the generated signal of the reference signal generator that generate a signal intensity lower limit value that can be processed by the signal processing device. It is characterized in that a signal strength deficiency detection means including a comparator for comparison is provided.

【0018】請求項2記載の発明に係るレーザドプラ方
式振動計は、レーザ光源から照射したレーザ光の振動物
体から反射された散乱光と前記レーザ光源からのレーザ
光とを光学干渉系により光ヘテロダイン検波すると共
に、この出力光を光検出器にて電気信号に変換してこの
電気信号から振動物体により発生したレーザ光のドプラ
シフト量に関する情報を抽出する信号処理装置を備えた
レーザドプラ方式振動計において、前記信号処理装置の
出力信号から波形歪成分を抽出する歪抽出器とこの歪出
力信号より大きな歪検出値を出力する基準信号発生器お
よび前記歪出力信号と歪検出値を比較する比較器とから
なる信号強度不足検出手段を設けたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a laser Doppler vibrometer in which an optical heterodyne detection is performed by an optical interference system between scattered light reflected from a vibrating object of laser light emitted from a laser light source and laser light from the laser light source. In addition, in the laser Doppler system vibrometer equipped with a signal processing device for converting the output light into an electric signal by a photodetector and extracting information regarding the Doppler shift amount of the laser light generated by the vibrating object from the electric signal, It comprises a distortion extractor for extracting a waveform distortion component from the output signal of the signal processing device, a reference signal generator for outputting a distortion detection value larger than the distortion output signal, and a comparator for comparing the distortion output signal and the distortion detection value. It is characterized in that a signal strength shortage detecting means is provided.

【0019】請求項3記載の発明に係るレーザドプラ方
式振動計は、レーザ光源から照射したレーザ光の振動物
体から反射された散乱光と前記レーザ光源からのレーザ
光とを光学干渉系により光ヘテロダイン検波すると共
に、この出力光を光検出器にて電気信号に変換してこの
電気信号から振動物体により発生したレーザ光のドプラ
シフト量に関する情報を抽出する信号処理装置を備えた
レーザドプラ方式振動計において、前記信号処理装置の
出力信号から波形歪成分を抽出する歪抽出器とこの出力
信号の波形を観察する波形監視装置からなる信号強度不
足検出手段と、前記信号処理装置の出力信号から波形歪
成分を除去する歪除去器および周波数カウンタとからな
る振動周波数検出手段と、前記信号処理装置の出力信号
の波高値を検出する波高値検出器と電圧計とからなる振
動速度検出手段を設けたことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in a laser Doppler vibrometer, the laser light emitted from a laser light source is scattered by light reflected from a vibrating object and the laser light from the laser light source is detected by an optical interferometer. In addition, in the laser Doppler system vibrometer equipped with a signal processing device for converting the output light into an electric signal by a photodetector and extracting information regarding the Doppler shift amount of the laser light generated by the vibrating object from the electric signal, Distortion extractor for extracting a waveform distortion component from the output signal of the signal processing device, signal strength shortage detection means comprising a waveform monitoring device for observing the waveform of the output signal, and removal of the waveform distortion component from the output signal of the signal processing device Vibration frequency detecting means including a distortion eliminator and a frequency counter, and a peak value of an output signal of the signal processing device is detected. Characterized in that a vibration speed detection means consisting of a high detector and a voltmeter.

【0020】請求項4記載の発明に係るレーザドプラ方
式振動計は、レーザ光源から照射したレーザ光の振動物
体から反射された散乱光と前記レーザ光源からのレーザ
光とを光学干渉系により光ヘテロダイン検波すると共に
この出力光を光検出器にて電気信号に変換してこの電気
信号から振動物体により発生したレーザ光のドプラシフ
ト量に関する情報を抽出する信号処理装置を備えたレー
ザドプラ方式振動計において、前記信号処理装置におけ
る信号強度不足を検出する信号強度不足検出手段と、前
記振動物体にレーザ光を照射して散乱光を集光する光学
系を駆動する光学系駆動装置と前記信号強度不足検出手
段の出力信号により集光量が適切となるように前記光学
系駆動装置を制御する制御装置とを設けたことを特徴と
する。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a laser Doppler vibrometer in which an optical interferometer detects optical heterodyne of scattered light of a laser beam emitted from a laser light source, which is reflected from a vibrating object, and the laser beam from the laser light source. In the laser Doppler vibrometer equipped with a signal processing device that converts the output light into an electric signal by a photodetector and extracts information regarding the Doppler shift amount of the laser light generated by the vibrating object from the electric signal, the signal Signal strength shortage detection means for detecting a signal strength shortage in the processing device, an optical system drive device for driving an optical system for irradiating the vibrating object with laser light to collect scattered light, and outputs of the signal strength shortage detection means A control device for controlling the optical system driving device is provided so that the amount of condensed light becomes appropriate according to a signal.

【0021】請求項5記載の発明に係るレーザドプラ方
式振動計は、レーザ光源から照射したレーザ光の振動物
体から反射された散乱光と前記レーザ光源からのレーザ
光とを光学干渉系により光ヘテロダイン検波すると共
に、この出力光を光検出器にて電気信号に変換してこの
電気信号から振動物体により発生したレーザ光のドプラ
シフト量に関する情報を抽出する信号処理装置を備えた
レーザドプラ方式振動計において、前記信号処理装置に
おける信号強度不足を検出する信号強度不足検出手段を
設ける。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a laser Doppler vibrometer in which an optical interferometer is used for optical heterodyne detection of scattered light of a laser beam emitted from a laser light source, which is reflected from a vibrating object, and laser light from the laser light source. In addition, in the laser Doppler system vibrometer equipped with a signal processing device for converting the output light into an electric signal by a photodetector and extracting information regarding the Doppler shift amount of the laser light generated by the vibrating object from the electric signal, A signal strength shortage detecting means for detecting a signal strength shortage in the signal processing device is provided.

【0022】また、前記光ヘテロダイン検波を行う光学
干渉系が、レーザ光源から出射されたレーザ光の偏光角
度を調節するための第1の偏光角度調整手段とこの透過
光をその偏光成分毎に出射光と参照光に分岐するための
ビーム分割手段と、分岐された参照光の強度を調節する
ための光量調節手段と、この参照光を前記光検出器に入
射するための第2の偏光角度調節手段と、前記光学系に
よって集光された散乱光を前記光検出器に入射するため
の第3の偏光角度調節手段を備える。
Further, the optical interference system for performing the optical heterodyne detection outputs the first polarization angle adjusting means for adjusting the polarization angle of the laser light emitted from the laser light source and the transmitted light for each polarization component thereof. Beam splitting means for splitting the emitted light and the reference light, a light amount adjusting means for adjusting the intensity of the split reference light, and a second polarization angle adjustment for making the reference light incident on the photodetector. And a third polarization angle adjusting means for allowing the scattered light collected by the optical system to enter the photodetector.

【0023】さらに、前記参照光と散乱光を合波するた
めのビーム合成手段と、このビーム合成手段により合波
された前記参照光と散乱光を干渉させるための検光子
と、前記第1の偏光角度調整手段には第1の駆動機構
を、前記光量調整手段には第2の駆動機構を備えて、前
記信号強度不足検出手段の出力信号により前記第1およ
び第2の駆動機構を制御するための制御装置とを設けた
ことを特徴とする。
Further, a beam combining means for combining the reference light and the scattered light, an analyzer for interfering the reference light and the scattered light combined by the beam combining means, and the first The polarization angle adjusting means is provided with a first drive mechanism, and the light amount adjusting means is provided with a second drive mechanism, and the first and second drive mechanisms are controlled by the output signal of the signal strength insufficient detection means. And a control device for

【0024】請求項6記載の発明に係るレーザドプラ方
式振動計は、レーザ光源から照射したレーザ光の振動物
体から反射された散乱光と前記レーザ光源からのレーザ
光とを光学干渉系により光ヘテロダイン検波すると共に
この出力光を光検出器にて電気信号に変換してこの電気
信号から振動物体により発生したレーザ光のドプラシフ
ト量に関する情報を抽出する信号処理装置を備えたレー
ザドプラ方式振動計において、レーザドプラ方式振動計
の外面または内部に設置された少なくても1個以上の加
速度測定手段と、この加速度測定手段による測定信号を
速度信号に変換する変換器と、この速度信号を前記信号
処理装置によって検出した振動信号と規格化するための
ゲイン調整器と、このゲイン調整器の出力信号と前記信
号処置装置の出力信号との差を得る差分器とを設けたこ
とを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a laser Doppler vibrometer in which optical laser heterodyne detection of scattered light of a laser beam emitted from a laser light source, which is reflected from a vibrating object, and laser light from the laser light source is performed by an optical interference system. In addition, a laser Doppler system vibrometer equipped with a signal processing device that converts this output light into an electric signal with a photodetector and extracts information about the Doppler shift amount of the laser light generated by the vibrating object from the electric signal At least one or more acceleration measuring means installed on the outer surface or inside of the vibrometer, a converter for converting a measurement signal by the acceleration measuring means into a speed signal, and the speed signal detected by the signal processing device. A gain adjuster for normalizing the vibration signal, an output signal of the gain adjuster, and an output of the signal processing device Characterized by providing a differentiator for obtaining the difference between the No..

【0025】[0025]

【作用】請求項1記載の発明は、光検出器の出力信号を
信号強度不足検出手段において、予め設定した信号処理
装置の検出下限電圧を設定電圧値とした基準信号発生器
の出力と比較器にて比較する。
According to the first aspect of the present invention, the output signal of the photodetector is output from the reference signal generator in the signal strength shortage detecting means, and the preset detection lower limit voltage of the signal processing device is used as the set voltage value and the comparator. Compare with.

【0026】光検出器の出力信号が基準信号発生器の設
定電圧値を下回ると、比較器は検出下限信号を出力する
ので、この検出下限信号により信号処理装置における信
号強度不足を報知する。
When the output signal of the photodetector falls below the set voltage value of the reference signal generator, the comparator outputs the detection lower limit signal, and this detection lower limit signal informs the signal strength insufficiency in the signal processing device.

【0027】請求項2記載の発明は、光検出器の出力信
号から振動情報の抽出をする信号処理装置の出力信号
を、信号強度不足検出手段における歪抽出器を経由させ
ると、波形歪成分が抽出された歪出力信号を得ると共
に、この歪出力信号と予めこの歪出力信号より大きな歪
検出値を設定した基準信号発生器の出力を比較器にて比
較する。
According to the second aspect of the invention, when the output signal of the signal processing device for extracting the vibration information from the output signal of the photodetector is passed through the distortion extractor in the signal strength shortage detecting means, a waveform distortion component is generated. While obtaining the extracted distortion output signal, the distortion output signal is compared with the output of the reference signal generator having a distortion detection value larger than the distortion output signal in advance by the comparator.

【0028】信号処理装置において入力される信号強度
が不足すると、その出力信号中に歪成分が発生するため
に、この歪出力信号が前記基準信号発生器の歪検出値を
超えると、比較器は検出下限信号を出力するので、この
検出下限信号により信号処理装置における信号強度不足
を報知する。
When the signal strength input in the signal processing device is insufficient, a distortion component is generated in the output signal. Therefore, when this distortion output signal exceeds the distortion detection value of the reference signal generator, the comparator is Since the detection lower limit signal is output, the detection lower limit signal notifies the signal strength insufficiency in the signal processing device.

【0029】請求項3記載の発明は、光検出器の出力信
号から振動情報の抽出をする信号処理装置の出力信号
を、信号強度不足検出手段の波形歪成分を抽出する歪抽
出器を経由させて、歪出力信号の波形を波形監視装置で
観察し、歪波形が多い場合は信号処理装置に入力される
信号強度が不足していると判断する。また、信号処理装
置の出力信号が振動周波数検出手段の歪除去器を経由す
ると波形歪成分が除去され、周波数カウンタにて正確な
振動周波数が検出できる。
According to a third aspect of the present invention, the output signal of the signal processing device for extracting the vibration information from the output signal of the photodetector is passed through the distortion extractor for extracting the waveform distortion component of the signal strength insufficient detection means. Then, the waveform of the distorted output signal is observed by the waveform monitoring device, and if there are many distorted waveforms, it is determined that the signal strength input to the signal processing device is insufficient. Further, when the output signal of the signal processing device passes through the distortion remover of the vibration frequency detecting means, the waveform distortion component is removed and the frequency counter can detect the accurate vibration frequency.

【0030】さらに、前記信号処理装置の出力信号を、
振動速度検出手段の波高値を検出する全波整流回路を経
由させると、振動成分のみが抽出されて振動速度に対
し、正しい波高値が与えられるので、この出力電圧を電
圧計で読み取ることにより正確な振動速度を知ることが
できる。
Further, the output signal of the signal processing device is
By passing through the full-wave rectifier circuit that detects the peak value of the vibration speed detection means, only the vibration component is extracted and the correct peak value is given to the vibration speed. It is possible to know various vibration speeds.

【0031】請求項4記載の発明は、光検出器の出力信
号から振動情報の抽出をする信号処理装置の出力信号を
信号強度不足検出手段に入力して、信号強度不足が検出
された場合に信号強度不足検出手段から出力される検出
下限信号により、制御装置と光学系駆動装置を介して光
学系の焦点距離を調節して、自動的に振動物体からの集
光量を適切に制御する。
According to a fourth aspect of the present invention, when the output signal of the signal processing device for extracting the vibration information from the output signal of the photodetector is input to the signal strength shortage detection means and the signal strength shortage is detected. The focal length of the optical system is adjusted via the control device and the optical system drive device by the detection lower limit signal output from the insufficient signal strength detection means, and the amount of light collected from the vibrating object is automatically controlled appropriately.

【0032】請求項5記載の発明は、光検出器の出力信
号から振動情報の抽出をする信号処理装置の出力信号を
信号強度不足検出手段に入力して、信号強度不足が検出
された場合に信号強度不足検出手段から出力される検出
下限信号により、制御装置と第1の駆動機構を介して、
第1の偏光角度調整手段を駆動してレーザ光の偏光角度
を調節する。
According to a fifth aspect of the present invention, when the output signal of the signal processing device for extracting the vibration information from the output signal of the photodetector is input to the signal strength shortage detecting means and the signal strength shortage is detected. By the detection lower limit signal output from the signal strength shortage detection means, via the control device and the first drive mechanism,
The first polarization angle adjusting means is driven to adjust the polarization angle of the laser light.

【0033】これにより、出射光と参照光の強度分割比
を変化させると共に、前記制御装置と第2の駆動機構を
介して、光量調節手段を駆動して参照光の強度が調節さ
れるので、自動的に振動物体からの集光量を適切に制御
する。
As a result, the intensity division ratio of the emitted light and the reference light is changed, and the intensity of the reference light is adjusted by driving the light quantity adjusting means through the control device and the second drive mechanism. The amount of light collected from the vibrating object is automatically controlled appropriately.

【0034】請求項6記載の発明は、レーザドプラ方式
振動計自身に振動が発生すると、加速度測定手段が、こ
れを検知して測定信号を出力する。この測定信号は変換
器にて速度信号に変換され、さらにゲイン調整器でゲイ
ン調整した後に、差分器にてこの出力信号と光検出器の
出力信号から振動情報の抽出をする信号処理装置の出力
信号との差を得ることにより、自己振動分を除去した振
動物体のみの振動情報が得られる。
According to a sixth aspect of the present invention, when vibration occurs in the laser Doppler vibrometer itself, the acceleration measuring means detects the vibration and outputs a measurement signal. This measurement signal is converted into a velocity signal by the converter, and after gain adjustment by the gain adjuster, the output of the signal processing device that extracts the vibration information from this output signal and the output signal of the photodetector by the differentiator By obtaining the difference from the signal, the vibration information of only the vibrating object from which the self-vibration component is removed can be obtained.

【0035】[0035]

【実施例】本発明の一実施例について図面を参照して説
明する。なお、上記した従来技術と同じ構成部分につい
ては同一符号を付して詳細な説明を省略する。第1実施
例は、図1のブロック構成図に示すように、振動測定に
際して検出信号強度の不足が検知できるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the same components as those in the above-described conventional technique are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the first embodiment, as shown in the block diagram of FIG. 1, it is possible to detect a shortage of the detection signal strength during vibration measurement.

【0036】このレーザドプラ方式振動計14は、レーザ
光源2と光ヘテロダイン用光学干渉系4、集光用光学系
9と光検出器12および信号処理装置13における振動測定
部分は、上記図9に示した従来技術と同様の構成として
いる。
In this laser Doppler type vibrometer 14, the laser light source 2, the optical interferometer for optical heterodyne 4, the focusing optical system 9, the photodetector 12 and the vibration measuring portion of the signal processing device 13 are shown in FIG. The configuration is similar to that of the conventional technology.

【0037】これに加えて前記光検出器12の出力側に、
信号強度不足検出手段として予め測定しておいた信号処
理装置13の検出下限電圧を設定電圧値として常に出力す
る基準信号発生器の定電圧発生器15aと、この設定電圧
値と前記光検出器12からの出力電圧信号を比較する比較
器であるコンパレータ16aを設けて構成する。さらに、
警報手段として前記コンパレータ16aの出力によってO
N/OFF制御される、例えばスピーカ駆動装置17とス
ピーカ18を設置する。
In addition to this, on the output side of the photodetector 12,
A constant voltage generator 15a of a reference signal generator that constantly outputs the detection lower limit voltage of the signal processing device 13 measured in advance as a signal strength shortage detecting means as a set voltage value, the set voltage value and the photodetector 12 A comparator 16a, which is a comparator for comparing the output voltage signals from, is provided and configured. further,
O is output by the output of the comparator 16a as an alarm means.
For example, a speaker driving device 17 and a speaker 18 that are N / OFF controlled are installed.

【0038】次に上記構成による作用について説明す
る。レーザ光源2から連続的に出力されたレーザビーム
3aは、光ヘテロダイン用光学干渉系4により、従来技
術で図9を用いて説明したようにこのレーザビーム3a
と直交する光軸方向を持つレーザビーム3bと、同一光
軸方向を持つ出射光3cとに分割される。分割されたレ
ーザビーム3bは周波数シフタ8に入射され、一定の周
波数シフトを受けて参照光3dとなって、ビームスプリ
ッタ5bに入射される。
Next, the operation of the above configuration will be described. The laser beam 3a continuously output from the laser light source 2 is generated by the optical heterodyne optical interference system 4 as described in the prior art with reference to FIG.
Is divided into a laser beam 3b having an optical axis direction orthogonal to and an emitted light 3c having the same optical axis direction. The split laser beam 3b is incident on the frequency shifter 8 and undergoes a constant frequency shift to become reference light 3d, which is then incident on the beam splitter 5b.

【0039】一方、前記出射光3cは直進して、集光用
光学系9によって振動物体10の表面に照射され、散乱光
3eとして集光用光学系9に入る。この散乱光3eは光
ヘテロダイン法で光検出器12により検出し、この光検出
器12から電気信号として信号処理装置13に伝達されて、
振動に関する情報を抽出される。
On the other hand, the emitted light 3c goes straight, is irradiated onto the surface of the vibrating object 10 by the condensing optical system 9, and enters the condensing optical system 9 as scattered light 3e. The scattered light 3e is detected by the photodetector 12 by the optical heterodyne method, transmitted from the photodetector 12 to the signal processing device 13 as an electric signal,
Information about vibration is extracted.

【0040】ここで、光検出器12からの出力電圧信号
は、信号強度不足検出手段のコンパレータ16aにも入力
され、このコンパレータ16aにおいて定電圧発生器15a
が発生する設定電圧値と比較される。
Here, the output voltage signal from the photodetector 12 is also input to the comparator 16a of the signal strength shortage detecting means, and in this comparator 16a, the constant voltage generator 15a.
Is compared with the set voltage value that occurs.

【0041】ここで、集光用光学系9と振動物体10との
位置関係や、振動物体10の表面状態によって、集光用光
学系9により集光される散乱光3eの強度が著しく低下
すると、光検出器12の出力信号電圧が不足して、信号処
理装置13における振動情報の処理に際して信号成分とノ
イズ成分との判別が不十分になることから、正確な振動
情報の抽出に支障が生じることになる。
Here, if the intensity of the scattered light 3e condensed by the condensing optical system 9 is remarkably reduced due to the positional relationship between the condensing optical system 9 and the vibrating object 10 and the surface state of the vibrating object 10. Since the output signal voltage of the photodetector 12 is insufficient and the signal component and the noise component are insufficiently discriminated when the vibration information is processed by the signal processing device 13, accurate vibration information extraction is hindered. It will be.

【0042】しかし、この時の光検出器12の出力信号電
圧は、前記定電圧発生器15aが発生する検出下限電圧と
コンパレータ16aにおいて比較され、出力信号電圧が設
定電圧値より低いことから、コンパレータ16aは検出下
限信号を出力する。
However, the output signal voltage of the photodetector 12 at this time is compared with the lower detection limit voltage generated by the constant voltage generator 15a in the comparator 16a, and the output signal voltage is lower than the set voltage value. 16a outputs a detection lower limit signal.

【0043】この検出下限信号により、警報手段のスピ
ーカ駆動装置17はスピーカ18を鳴奏させて、測定者に測
定条件が異常であり、このために検出信号強度が不足し
ていて、信号処理装置13における振動に関する情報に誤
りの可能性があることを報知する。
By the detection lower limit signal, the speaker driving device 17 of the alarm means causes the speaker 18 to sound, and the measuring condition is abnormal for the measurer. Therefore, the detection signal strength is insufficient and the signal processing device Notify that there is a possibility of error in the information on vibration in 13.

【0044】この警報を受けることで測定者は、集光用
光学系9と振動物体10との位置関係や、振動物体10の表
面状況あるいは集光用光学系9からの出射光3cの状態
等の測定条件が適切でないことを知り、直ちに上記不具
合の改善を実施して正常状態にしてから、改めて振動測
定を行うことにより、精度と信頼性の高い振動測定をす
ることができる。
Upon receiving this alarm, the measurer can determine the positional relationship between the focusing optical system 9 and the vibrating object 10, the surface condition of the vibrating object 10 or the state of the light 3c emitted from the focusing optical system 9. By knowing that the measurement condition is not appropriate and immediately improving the above-mentioned trouble to bring it into a normal state, and then performing the vibration measurement again, it is possible to perform the vibration measurement with high accuracy and reliability.

【0045】すなわち、検出信号強度不足の要因が解消
すれば、光検出器12からは十分に高い出力信号電圧が信
号処理装置13とコンパレータ16aに出力され、信号処理
装置13は信号成分とノイズ成分との判別が容易となるこ
とから、正確な振動情報の抽出処理を行う。
That is, if the cause of insufficient detection signal strength is eliminated, a sufficiently high output signal voltage is output from the photodetector 12 to the signal processing device 13 and the comparator 16a, and the signal processing device 13 outputs a signal component and a noise component. Therefore, accurate vibration information extraction processing is performed.

【0046】また、コンパレータ16aにおいても比較す
る出力信号電圧が、前記定電圧発生器15aによる設定電
圧値より高いことから、検出下限信号の出力が停止する
ので、スピーカ駆動装置17によるスピーカ18の鳴奏は行
われない。
Further, since the output signal voltage to be compared in the comparator 16a is higher than the voltage value set by the constant voltage generator 15a, the output of the detection lower limit signal is stopped. No play is performed.

【0047】第2実施例は、上記第1実施例と同様に振
動測定に際して検出信号強度の不足が検知できるもので
ある。図2のブロック構成図に示すように、レーザドプ
ラ方式振動計19は、レーザ光源2と光ヘテロダイン用光
学干渉系4、集光用光学系9と光検出器12および信号処
理装置13における振動測定部分は、上記第1実施例と同
じものである。
In the second embodiment, similarly to the first embodiment described above, it is possible to detect a shortage of the detection signal strength during vibration measurement. As shown in the block configuration diagram of FIG. 2, the laser Doppler type vibrometer 19 includes a laser light source 2, an optical interference system 4 for optical heterodyne, a condensing optical system 9, a photodetector 12, and a vibration measuring portion in the signal processing device 13. Is the same as the first embodiment.

【0048】なお、これに加えて信号処理装置13の出力
側に、歪抽出器のハイパスフィルタ20と基準信号発生器
である定電圧発生器15b、および比較器のコンパレータ
16bからなる信号強度不足検出手段を設けて構成してい
る。
In addition to this, on the output side of the signal processing device 13, a high-pass filter 20 of a distortion extractor, a constant voltage generator 15b as a reference signal generator, and a comparator comparator.
16b is provided to provide a signal strength shortage detection means.

【0049】なお、歪抽出器のハイパスフィルタ20は予
め測定したい振動周波数以上で、しかも可能な限り低い
値に設定(例えば配管、機器等の構造物の振動周波数は
高々数百Hzであるため1kHz程度)した周波数を遮
断周波数としている。
The high-pass filter 20 of the strain extractor is set to a value which is higher than the vibration frequency to be measured in advance and is as low as possible (for example, the vibration frequency of structures such as pipes and equipment is several hundred Hz at most, so that it is 1 kHz. The cutoff frequency is defined as the cutoff frequency.

【0050】また、定電圧発生器15bは、前記ハイパス
フィルタ20の出力信号のノイズレベルより十分大きな値
とした歪検出設定値Lを常に出力する。
The constant voltage generator 15b always outputs the distortion detection set value L which is a value sufficiently higher than the noise level of the output signal of the high pass filter 20.

【0051】また、コンパレータ16bは、前記定電圧発
生器15bからの歪検出設定値Lと、前記ハイパスフィル
タ20の出力とを比較して、ハイパスフィルタ20の出力が
歪検出設定値Lを超える場合に検出下限信号を出力す
る。さらに、このコンパレータ16bが出力する検出下限
信号によってON/OFF制御される警報手段の例えば
ランプ駆動装置21とランプ22を設置する。
Further, the comparator 16b compares the distortion detection setting value L from the constant voltage generator 15b with the output of the high pass filter 20, and when the output of the high pass filter 20 exceeds the distortion detection setting value L. The detection lower limit signal is output to. Further, an alarm means, for example, a lamp driving device 21 and a lamp 22, which are ON / OFF controlled by the detection lower limit signal output from the comparator 16b, is installed.

【0052】次に上記構成による作用について説明す
る。照射された出射光3cが振動物体10の表面より反射
され、この散乱光3eが集光用光学系9にて検知され
て、ヘテロダイン用光学干渉系4等を経由して信号処理
装置13において振動情報が測定されることは、上記第1
実施例と同様である。
Next, the operation of the above configuration will be described. The emitted outgoing light 3c is reflected from the surface of the vibrating object 10, and the scattered light 3e is detected by the condensing optical system 9 and vibrates in the signal processing device 13 via the heterodyne optical interference system 4 and the like. That information is measured is the first
It is similar to the embodiment.

【0053】信号処理装置13はその特性上から図3の出
力信号波形特性図で示すように、図3(a)に示す正弦
波状の振動速度波形で検出信号強度が十分な場合は、図
3(b)のような正弦波状の出力信号が得られる。これ
に対し、光検出器12の出力信号による入力信号強度が限
界以下に減少すると、図3(c)に示すように信号処理
装置13の出力波形に歪が生じる。
As shown in the output signal waveform characteristic diagram of FIG. 3, the signal processing device 13 has a sinusoidal vibration velocity waveform shown in FIG. A sinusoidal output signal as shown in (b) is obtained. On the other hand, when the input signal strength due to the output signal of the photodetector 12 decreases below the limit, the output waveform of the signal processing device 13 is distorted as shown in FIG.

【0054】そこで、信号強度不足検出手段において、
予め測定したい振動周波数以上で、しかも可能な限り低
い値に設定した遮断周波数を持つ歪抽出手段のハイパス
フィルタ20により、信号処理装置13の出力信号をろ波す
ると、図3(d)に示したように歪成分のみが強調され
た歪出力信号が得られる。
Therefore, in the signal strength shortage detecting means,
When the output signal of the signal processing device 13 is filtered by the high-pass filter 20 of the distortion extracting means having the cut-off frequency set to a value as low as possible that is higher than the vibration frequency to be measured in advance, it is shown in FIG. Thus, a distortion output signal in which only the distortion component is emphasized is obtained.

【0055】したがって、この歪出力信号と、前記定電
圧発生器15bが出力する歪検出設定値Lとを、コンパレ
ータ16bによって比較して、歪出力信号が歪検出設定値
Lを超えた場合にはコンパレータ16bは検出下限信号を
出力する。
Therefore, the distortion output signal and the distortion detection set value L output from the constant voltage generator 15b are compared by the comparator 16b, and when the distortion output signal exceeds the distortion detection set value L, The comparator 16b outputs a detection lower limit signal.

【0056】すなわち、光検出器12の出力信号電圧が不
足し、信号処理装置13における正確な振動情報の抽出に
支障が生じることになると、信号処理装置13の出力信号
中における歪部分が大きくなり、歪出力信号が前記歪検
出設定値Lを超えるので、コンパレータ16bは警報手段
のランプ駆動装置21に検出下限信号を出力する。
That is, when the output signal voltage of the photodetector 12 becomes insufficient, and the accurate extraction of vibration information in the signal processing device 13 is hindered, the distorted portion in the output signal of the signal processing device 13 becomes large. Since the distortion output signal exceeds the distortion detection set value L, the comparator 16b outputs the detection lower limit signal to the lamp driving device 21 of the alarm means.

【0057】これにより、ランプ駆動装置21はランプ22
を点灯して、測定者に測定条件が異常であり、このため
に検出信号強度が不足していて、信号処理装置13におけ
る振動に関する情報の抽出に誤りの可能性があることを
報知する。
As a result, the lamp driving device 21 is operated by the lamp 22.
Is lit to inform the measurer that the measurement condition is abnormal, the detection signal strength is insufficient for this reason, and there is a possibility of error in the extraction of the information regarding the vibration in the signal processing device 13.

【0058】この警報を受けることで測定者は、集光用
光学系9と振動物体10との位置関係や、振動物体10の表
面状態等の測定条件が適切でないことを知り、直ちに上
記不具合関係の改善を実施して正常状態にしてから、改
めて振動測定を行うことにより、信号処理装置13から精
度と信頼性の高い振動情報が得られる。
Upon receipt of this alarm, the measurer knows that the positional relationship between the condensing optical system 9 and the vibrating object 10 and the measurement conditions such as the surface condition of the vibrating object 10 are not appropriate, and immediately the above-mentioned defect relationship. By performing the above-mentioned improvement to bring it to a normal state and then performing the vibration measurement again, the vibration information with high accuracy and reliability can be obtained from the signal processing device 13.

【0059】なお、検出信号強度が不足した要因が解消
すれば、光検出器12からは十分に高い出力信号電圧が信
号処理装置13とコンパレータ16bに出力されるので、信
号処理装置13は信号成分とノイズ成分との判別が容易と
なることから、正確な振動情報の抽出処理ができる。
If the cause of insufficient detection signal strength is eliminated, the photodetector 12 outputs a sufficiently high output signal voltage to the signal processing device 13 and the comparator 16b. Since it is easy to discriminate between the noise component and the noise component, accurate vibration information extraction processing can be performed.

【0060】この時にコンパレータ16bにおいては、比
較される信号処理装置13からの歪出力信号が、前記定電
圧発生器15bが出力する歪検出設定値Lより高いことか
ら、検出下限信号は出力されず、したがってランプ22は
点灯しない。
At this time, in the comparator 16b, since the distortion output signal from the signal processing device 13 to be compared is higher than the distortion detection set value L output from the constant voltage generator 15b, the detection lower limit signal is not output. Therefore, the lamp 22 does not light.

【0061】また、本第2実施例では、前記警報手段を
ランプ駆動装置21とランプ22により構成したものとして
説明したが、この警報手段を上記第1実施例と同様に、
スピーカ駆動装置17とスピーカ18にしても良い。さら
に、第1実施例に、この第2実施例で示したランプ駆動
装置21とランプ22による警報手段を採用することや、ス
ピーカ18とランプ22を併用しても良い。
In the second embodiment, the alarm means has been described as being constituted by the lamp driving device 21 and the lamp 22, but the alarm means is the same as in the first embodiment.
The speaker driving device 17 and the speaker 18 may be used. Further, the alarm means by the lamp driving device 21 and the lamp 22 shown in the second embodiment may be adopted in the first embodiment, or the speaker 18 and the lamp 22 may be used together.

【0062】第3実施例は、上記第2実施例と同様に振
動測定に際して検出信号強度の不足の検知と共に、検知
に際して波形歪みが除去できるものである。図4のブロ
ック構成図に示すように、レーザドプラ方式振動計23
は、レーザ光源2と光ヘテロダイン用光学干渉系4、集
光用光学系9と光検出器12および信号処理装置13におけ
る振動測定部分は、上記第1実施例と同じものである。
In the third embodiment, similarly to the second embodiment, the waveform distortion can be removed during the detection as well as the detection of the insufficient detection signal strength during the vibration measurement. As shown in the block diagram of FIG. 4, the laser Doppler vibrometer 23
The vibration measuring portion in the laser light source 2, the optical interference system 4 for optical heterodyne, the condensing optical system 9, the photodetector 12, and the signal processing device 13 are the same as those in the first embodiment.

【0063】なお、これに加えて信号処理装置13の出力
側には、信号強度不足検出手段として歪成分のみが強調
された歪出力信号が得られる歪抽出器のハイパスフィル
タ20と、この歪出力波形を観察する波形監視装置のオシ
ロスコープ24を設ける。
In addition to this, on the output side of the signal processing device 13, a high-pass filter 20 of a distortion extractor for obtaining a distortion output signal in which only the distortion component is emphasized is provided as a signal strength insufficient detection means, and this distortion output. An oscilloscope 24 of a waveform monitoring device for observing a waveform is provided.

【0064】また、正しい振動周波数を検出する振動周
波数手段として、測定したい振動周波数より高い遮断周
波数を持つ歪除去器のローパスフィルタ25を介した周波
数カウンタ26と、同様に正確な振動速度を知るための、
振動速度検出手段として例えば図5の結線図に示す波高
値検出器である全波整流回路27を介した電圧計28を設け
て構成している。
Further, as a vibration frequency means for detecting a correct vibration frequency, a frequency counter 26 through a low-pass filter 25 of a distortion remover having a cutoff frequency higher than the vibration frequency to be measured, and similarly to know an accurate vibration speed of,
As the vibration velocity detecting means, for example, a voltmeter 28 via a full-wave rectifier circuit 27, which is a peak value detector shown in the connection diagram of FIG. 5, is provided.

【0065】次に上記構成による作用として、照射され
た出射光3cが振動物体10の表面より反射され、この散
乱光3eが集光用光学系9にて検知されて、ヘテロダイ
ン用光学干渉系4等を経由して信号処理装置13において
振動情報が測定されることは、上記第1実施例と同様で
ある。
Next, as a function of the above-described structure, the emitted light 3c that has been irradiated is reflected from the surface of the vibrating object 10, and this scattered light 3e is detected by the converging optical system 9, and the heterodyne optical interference system 4 is detected. The vibration information is measured in the signal processing device 13 via the same as in the first embodiment.

【0066】ここで信号処理装置13より出力された振動
情報は、若しも光検出器12による信号強度が不足してい
ると、図3(c)に示すように、信号波形に歪成分が含
まれることになる。
In the vibration information output from the signal processing device 13, if the signal intensity of the photodetector 12 is insufficient, as shown in FIG. 3 (c), a distortion component is present in the signal waveform. Will be included.

【0067】これをハイパスフィルタ20によりろ過し
て、オシロスコープ24で観測すると、図3(d)に示す
ように、歪成分のみが強調された歪出力信号のが直接観
測できるので、検出信号強度不足の程度等の詳細が容易
に知ることができる。なお、測定条件を改善した後に再
度振動測定をすると、その結果は直ちにオシロスコープ
24により確認できる。
When this is filtered by the high-pass filter 20 and observed by the oscilloscope 24, the distortion output signal in which only the distortion component is emphasized can be directly observed as shown in FIG. The details such as the degree can be easily known. If you make a vibration measurement again after improving the measurement conditions, the result will be immediately
It can be confirmed by 24.

【0068】また、振動周波数手段である歪除去器のロ
ーパスフィルタ25を通すと、図3(c)における歪成分
が除去されるが、このローパスフィルタ25から出力され
る信号の周波数は、振動周波数と同値となるので、これ
を入力した周波数カウンタ26では正しい振動周波数が表
示される。
When the low-pass filter 25 of the distortion remover, which is the vibration frequency means, is passed through, the distortion component in FIG. 3C is removed. The frequency of the signal output from the low-pass filter 25 is the vibration frequency. Since the same value is obtained, the correct vibration frequency is displayed on the frequency counter 26 which has input this value.

【0069】さらに、信号処理装置13からの出力で振動
速度に相当するは波高値に関しては、波高値検出器のダ
イオード27a〜27dとコンデンサ29でなる全波整流回路
27を通することにより、信号波形のうち、振動成分のみ
が抽出されて振動速度に対し、正しい波高値が与えられ
る。
Further, regarding the peak value corresponding to the vibration speed in the output from the signal processing device 13, a full-wave rectification circuit composed of the diodes 27a to 27d and the capacitor 29 of the peak value detector.
By passing through 27, only the vibration component is extracted from the signal waveform, and the correct peak value is given to the vibration velocity.

【0070】したがって、この全波整流回路27の出力電
圧を電圧計28で読み取ることにより正確な振動速度を知
ることができる。これにより、検出信号強度が不足した
場合でも、周波数カウンタ26により振動周波数を、また
電圧計28により振動速度を正確に知ることができる。
Therefore, by reading the output voltage of the full-wave rectifier circuit 27 with the voltmeter 28, the accurate vibration speed can be known. As a result, even when the detection signal strength is insufficient, the frequency counter 26 and the voltmeter 28 can accurately know the vibration frequency and the vibration speed, respectively.

【0071】第4実施例は、検出信号強度不足が検知さ
れた場合には自動的に測定条件を適性化して、検出光量
を増加させるものである。図6のブロック構成図に示す
ように、レーザドプラ方式振動計30は、レーザ光源2と
光ヘテロダイン用光学干渉系4、集光用光学系9と光検
出器12および信号処理装置13における振動測定部分は、
上記第1実施例と同様のものである。
In the fourth embodiment, when insufficient detection signal strength is detected, the measurement conditions are automatically optimized to increase the amount of detected light. As shown in the block diagram of FIG. 6, the laser Doppler vibration meter 30 includes a laser light source 2, an optical interference system 4 for optical heterodyne, a focusing optical system 9, a photodetector 12, and a vibration measurement part in the signal processing device 13. Is
This is similar to the first embodiment.

【0072】なお、これに加えて信号処理装置13の出力
側には、信号強度不足検出手段である予め測定したい振
動周波数以上で、しかも可能な限り低い値に設定した遮
断周波数を持つ歪抽出器のハイパスフィルタ20を介して
接続する比較器のコンパレータ16bと、このコンパレー
タ16bの一方に接続した歪検出設定値Lを常に出力する
基準信号発生器の定電圧発生器15bを設ける。
In addition to this, on the output side of the signal processing device 13, a distortion extractor having a cut-off frequency set to a value as low as possible, which is a vibration frequency to be measured in advance, which is a signal strength shortage detection means, is provided. The comparator 16b of the comparator connected through the high-pass filter 20 and the constant voltage generator 15b of the reference signal generator that constantly outputs the distortion detection setting value L connected to one of the comparators 16b are provided.

【0073】さらに、前記集光用光学系9には、この光
用光学系9の焦点距離を調節するための光学駆動装置の
モータ31aを設置すると共に、このモータ31aを前記コ
ンパレータ16bの出力信号によって制御する制御装置の
コントローラ32aとドライバ33aを設置して構成してい
る。
Further, the condensing optical system 9 is provided with a motor 31a of an optical driving device for adjusting the focal length of the optical system 9 for light, and the motor 31a is used as an output signal of the comparator 16b. A controller 32a and a driver 33a of a control device controlled by the above are installed and configured.

【0074】次に上記構成による作用について説明す
る。なお、照射された出射光3cが振動物体10の表面よ
り反射され、この散乱光3eが集光用光学系9にて検知
されて、ヘテロダイン用光学干渉系4等を経由して信号
処理装置13において振動情報が測定されることは、上記
第1実施例と同様である。
Next, the operation of the above configuration will be described. It should be noted that the emitted emitted light 3c is reflected from the surface of the vibrating object 10, and the scattered light 3e is detected by the condensing optical system 9 and passes through the heterodyne optical interference system 4 and the like and the signal processing device 13 The vibration information is measured in the same way as in the first embodiment.

【0075】信号処理装置13より出力された振動情報
は、ハイパスフィルタ20によりろ過されて歪出力信号と
してコンパレータ16bに入力する。なお、コンパレータ
16bの一方には、定電圧発生器15bからの歪検出設定値
Lが入力されて比較される。
The vibration information output from the signal processing device 13 is filtered by the high pass filter 20 and input to the comparator 16b as a distortion output signal. Note that the comparator
The distortion detection set value L from the constant voltage generator 15b is input to one of 16b and compared.

【0076】この時に、光検出器12による検出信号強度
の不足から、信号処理装置13における歪出力信号が歪検
出設定値Lを超えて、コンパレータ16bにおいて検出信
号強度の不足が検知された場合は、コンパレータ16bは
検出下限信号を出力する。
At this time, if the distortion output signal in the signal processing device 13 exceeds the distortion detection set value L due to the insufficient detection signal strength by the photodetector 12 and the insufficient detection signal strength is detected in the comparator 16b, , The comparator 16b outputs a detection lower limit signal.

【0077】この検出下限信号はコントローラ32aに入
力され、コントローラ32aは、ドライバー33aを介して
光学駆動装置のモータ31aを駆動させるが、このモータ
31aによる前記集光用光学系9の駆動は、コンパレータ
16bが出力する信号が検出信号強度の不足を示さなくな
る位置で、集光される散乱光3eの強度が十分大きくな
るまで集光用光学系9の焦点距離を調節する。
This detection lower limit signal is input to the controller 32a, and the controller 32a drives the motor 31a of the optical driving device via the driver 33a.
The drive of the condensing optical system 9 by 31a is performed by a comparator.
At the position where the signal output by 16b does not indicate a lack of detection signal intensity, the focal length of the condensing optical system 9 is adjusted until the intensity of the scattered light 3e to be condensed becomes sufficiently large.

【0078】これにより、検出信号強度が不足の要因が
解消すれば、光検出器12からは十分に高い出力信号電圧
が信号処理装置13に出力され、信号処理装置13は信号成
分とノイズ成分との判別が容易となることから、正確な
測定が行なえる。
As a result, if the cause of insufficient detection signal strength is eliminated, the photodetector 12 outputs a sufficiently high output signal voltage to the signal processing device 13, and the signal processing device 13 produces a signal component and a noise component. Since it is easy to determine, accurate measurement can be performed.

【0079】また、信号処理装置13で得られる振動情報
の抽出が正常に復帰すると、出力波形に含まれる歪出力
信号が減少して歪検出設定値Lより下回ることから、コ
ンパレータ16bからの出力がなくなり、集光用光学系9
の駆動は最適位置にて停止するので、常に自動的に最適
条件で振動情報の抽出を行うことができる。
When the extraction of the vibration information obtained by the signal processing device 13 returns to normal, the distortion output signal included in the output waveform decreases and falls below the distortion detection set value L, so that the output from the comparator 16b is It disappears, and the condensing optical system 9
Since the driving of is stopped at the optimum position, the vibration information can always be automatically extracted under the optimum conditions.

【0080】第5実施例は、前記第4実施例と同じく検
出信号強度不足が検知された場合に、自動的に測定条件
を適性化して検出光量を増加させるものである。図7の
ブロック構成図に示すようにレーザドプラ方式振動計34
は、光ヘテロダイン法で光検出器12により検出した電気
信号から、信号処理装置13を用いて振動に関する情報を
抽出する振動測定部分は、上記第1実施例と同じもので
ある。
In the fifth embodiment, similarly to the fourth embodiment, when insufficient detection signal strength is detected, the measurement conditions are automatically optimized to increase the detected light amount. As shown in the block diagram of FIG. 7, the laser Doppler vibration meter 34
The vibration measurement part for extracting information on vibration from the electric signal detected by the photodetector 12 by the optical heterodyne method using the signal processing device 13 is the same as that of the first embodiment.

【0081】ここで光ヘテロダイン検波を行う光学干渉
系としては、レーザ光源2から出射されたレーザビーム
3aの偏光角度を調節するための第1の偏光角度調節手
段である1/2波長板35aと、その透過光を偏光成分毎
に偏光を受けた参照光3fおよび偏光を受けた出射光3
gに分岐するためのビーム分割手段である偏光ビームス
プリッタ36aを設けている。
Here, as the optical interference system for performing optical heterodyne detection, a 1/2 wavelength plate 35a which is a first polarization angle adjusting means for adjusting the polarization angle of the laser beam 3a emitted from the laser light source 2 is used. , The reference light 3f in which the transmitted light is polarized for each polarization component and the outgoing light 3 in which the polarized light is polarized.
A polarizing beam splitter 36a, which is a beam splitting means for splitting the beam into a g beam, is provided.

【0082】また、前記偏光を受けた参照光3fと、偏
光を受けた出射光3gの強度比が調整可能になってい
て、偏光を受けた参照光3fの光路上にはミラー6aお
よび周波数シフタドライバ7によって駆動される周波数
シフタ8を備える。
Further, the intensity ratio of the polarized reference light 3f and the polarized output light 3g can be adjusted, and the mirror 6a and the frequency shifter are provided on the optical path of the polarized reference light 3f. A frequency shifter 8 driven by a driver 7 is provided.

【0083】さらに、周波数シフタ8を通過した偏光を
受けた参照光3hの方向を変えるミラー6b、および強
度を調節するための光量調節手段である可変光アテネー
タ37、さらに第2の偏光角度調節手段である1/2波長
板35bが設置されている。
Furthermore, the mirror 6b that changes the direction of the reference light 3h that has received the polarized light that has passed through the frequency shifter 8, the variable light attenuator 37 that is the light quantity adjusting means for adjusting the intensity, and the second polarization angle adjusting means. 1/2 wave plate 35b is installed.

【0084】また、偏光を受けた出射光3gの光路上に
は、前記偏光を受けた参照光3hと散乱光3eを合波す
るビーム合成手段の偏光ビームスプリッタ36bと、第3
の偏光角度調節手段である1/4波長板38、および集光
用光学系9が設けてある。
Further, on the optical path of the polarized outgoing light 3g, there is provided a polarization beam splitter 36b as a beam synthesizing means for combining the polarized reference light 3h and scattered light 3e with each other.
The quarter-wave plate 38 as the polarization angle adjusting means and the condensing optical system 9 are provided.

【0085】一方、振動物体10の表面より反射されて集
光用光学系9により集光された散乱光3eと、偏光を受
けた参照光3hとは、前記偏光ビームスプリッタ36bで
合波され、光路に設けられた検光子に39によって干渉さ
れて光検出器12に導かれるが、この光検出器12の出力側
には信号処理装置13が接続されている。
On the other hand, the scattered light 3e reflected from the surface of the vibrating object 10 and condensed by the condensing optical system 9 and the polarized reference light 3h are combined by the polarization beam splitter 36b, An analyzer provided in the optical path interferes with 39 and guides it to the photodetector 12. A signal processing device 13 is connected to the output side of the photodetector 12.

【0086】さらに、前記1/2波長板35aと可変光ア
テネータ37には、それぞれを回動させるための第1の駆
動機構であるモータ31bと、第2の駆動機構であるモー
タ31cが備えられている。
Further, the half-wave plate 35a and the variable optical attenuator 37 are provided with a motor 31b as a first drive mechanism and a motor 31c as a second drive mechanism for rotating each. ing.

【0087】これらのモータ31b,31cは、前記信号処
理装置13の出力側に接続された歪抽出器のハイパスフィ
ルタ20と、基準信号発生器の定電圧発生器15b、および
比較器のコンパレータ16bでなる信号強度不足検知手段
と、この出力であるコンパレータ16bの出力信号により
制御する制御装置であるコントローラ32bと、これに接
続されたドライバ33b,33cにより駆動されるように構
成している。
These motors 31b and 31c are composed of a high-pass filter 20 of a distortion extractor connected to the output side of the signal processing device 13, a constant voltage generator 15b of a reference signal generator, and a comparator 16b of a comparator. It is configured to be driven by the following signal strength shortage detection means, a controller 32b that is a control device that controls the output signal of the comparator 16b that is the output, and drivers 33b and 33c connected to the controller 32b.

【0088】次に上記構成による作用について説明す
る。偏光を受けた出射光3gおよび散乱光3eの光路上
に設けた偏光ビームスプリッタ36a,36bは、入射波の
水平偏光成分(P波)を透過し、垂直偏光成分(S波)
を反射する特性を有していることから、これらの位置組
み合わせにより偏光を受けた出射光3gの強度が容易に
調整することができる。
Next, the operation of the above configuration will be described. The polarization beam splitters 36a and 36b provided on the optical paths of the polarized outgoing light 3g and scattered light 3e transmit the horizontal polarization component (P wave) of the incident wave and the vertical polarization component (S wave).
Since it has a characteristic of reflecting light, it is possible to easily adjust the intensity of the emitted light 3g polarized by the combination of these positions.

【0089】したがって、集光用光学系9と振動物体10
との間、および振動物体10の表面の状態等により、集光
用光学系9が取り込む散乱光3eの状態が変化して、信
号処理装置13が入力する検出信号強度が不足して、振動
情報の測定処理が正確に行えない場合には、前記信号強
度不足検知手段の検知結果に応じて、自動的に偏光を受
けた出射光3gを強くする。
Therefore, the condensing optical system 9 and the vibrating object 10
And the state of the surface of the vibrating object 10 changes the state of the scattered light 3e taken in by the condensing optical system 9, and the intensity of the detection signal input to the signal processing device 13 becomes insufficient. If the measurement process of 1 cannot be performed accurately, the emitted light 3g that is polarized automatically is strengthened according to the detection result of the signal strength shortage detection means.

【0090】これにより、集光用光学系9で集光可能な
散乱光3eの光量を大きくして、光検出器12から信号処
理装置13にて正確な振動情報の測定が可能な十分に高い
出力信号電圧が加えられるようにする。
As a result, the amount of scattered light 3e that can be condensed by the condensing optical system 9 is increased, and it is sufficiently high to enable accurate measurement of vibration information from the photodetector 12 to the signal processing device 13. Allow the output signal voltage to be applied.

【0091】すなわち、レーザ光源2から出射されたレ
ーザビーム3aの偏光角度は、1/2波長板35aを回転
させることによって制御可能であるため、それを駆動用
のモータ31bによって動作させることにより、偏光を受
けた参照光3hと、同じく偏光を受けた出射光3gの強
度分割比を任意に選ぶことができる。
That is, since the polarization angle of the laser beam 3a emitted from the laser light source 2 can be controlled by rotating the ½ wavelength plate 35a, it can be operated by the driving motor 31b. The intensity division ratio of the polarized reference light 3h and the similarly polarized output light 3g can be arbitrarily selected.

【0092】前記モータ31bは、コンパレータ16bの出
力信号により、コントローラ32bとドライバ33bを介し
て1/2波長板35aの回転位置制御をする。この制御
は、コンパレータ16bの出力が検出信号強度の不足を示
さなくなる状態である。集光可能な散乱光3eの強度が
十分大きくなった状態に、偏光を受けた出射光3gの光
量を調節することにより、光検出器12での検出信号強度
の不足による信号処理装置13における誤データの出力が
防止される。
The motor 31b controls the rotational position of the half-wave plate 35a via the controller 32b and the driver 33b by the output signal of the comparator 16b. This control is a state in which the output of the comparator 16b does not indicate the lack of detection signal strength. By adjusting the light amount of the emitted light 3g that has been polarized in a state where the intensity of the scattered light 3e that can be collected is sufficiently large, an error in the signal processing device 13 due to the insufficient detection signal intensity in the photodetector 12 is caused. Data output is prevented.

【0093】また、若しも偏光を受けた参照光3hの強
度が過剰となって、光検出器12の出力が飽和する場合に
は、前記コンパレータ16bの出力信号により、コントロ
ーラ32bとドライバ33cを介してモータ31cが駆動さ
れ、可変光アテネータ37を制御して偏光を受けた参照光
3hの強度が減少されるので、光検出器12の出力飽和は
自動的に防止できる。
If the intensity of the polarized reference light 3h becomes excessive and the output of the photodetector 12 is saturated, the controller 32b and the driver 33c are driven by the output signal of the comparator 16b. Since the motor 31c is driven through the control of the variable optical attenuator 37 to reduce the intensity of the polarized reference light 3h, the output saturation of the photodetector 12 can be automatically prevented.

【0094】第6実施例は、振動計自身の振動による測
定情報の劣化を防止しするものである。図8のブロック
構成図に示すように、レーザドプラ方式振動計40は、レ
ーザ光源2と光ヘテロダイン用光学干渉系4、集光用光
学系9と光検出器12および信号処理装置13における振動
測定部分は、上記第1実施例と同様のものである。
The sixth embodiment prevents deterioration of measurement information due to vibration of the vibrometer itself. As shown in the block diagram of FIG. 8, the laser Doppler vibrometer 40 includes a laser light source 2, an optical interference system 4 for optical heterodyne, a condensing optical system 9, a photodetector 12, and a vibration measuring portion in the signal processing device 13. Is similar to the first embodiment.

【0095】なお、これに加えて、レーザドプラ方式振
動計40の内部、またはケースの外面に加速度測定手段で
ある加速度計41を設置し、その加速度計41の出力信号を
増幅するためのチャージアンプ42と、このチャージアン
プ42の出力を速度信号に変換する変換器である積分器43
を備える。
In addition to this, an accelerometer 41 as an acceleration measuring means is installed inside the laser Doppler vibrometer 40 or on the outer surface of the case, and a charge amplifier 42 for amplifying the output signal of the accelerometer 41. And an integrator 43 which is a converter for converting the output of the charge amplifier 42 into a speed signal.
Is provided.

【0096】さらに、前記積分器43から出力される速度
信号電圧値と前記信号処理装置13の出力である速度信号
電圧値を規格化するためのゲイン調整器44と、信号処理
装置13の速度信号出力とゲイン調節後のレーザドプラ方
式振動計40の自己速度信号の差を得る差分器の差動増幅
器45を設けた構成としている。
Further, a gain adjuster 44 for normalizing the speed signal voltage value output from the integrator 43 and the speed signal voltage value output from the signal processing device 13, and the speed signal of the signal processing device 13. A differential amplifier 45, which is a difference device for obtaining the difference between the output and the self-speed signal of the laser Doppler vibration meter 40 after gain adjustment, is provided.

【0097】次に上記構成による作用について説明す
る。なお、照射された出射光3cが振動物体10の表面よ
り反射され、この散乱光3eが集光用光学系9にて検知
されて、ヘテロダイン用光学干渉系4等を経由して信号
処理装置13において振動情報が測定されることは、上記
第1実施例と同様である。
Next, the operation of the above configuration will be described. It should be noted that the emitted emitted light 3c is reflected from the surface of the vibrating object 10, and the scattered light 3e is detected by the condensing optical system 9 and passes through the heterodyne optical interference system 4 and the like and the signal processing device 13 The vibration information is measured in the same way as in the first embodiment.

【0098】前記振動物体10の振動測定時に、若しもレ
ーザドプラ方式振動計40自身に振動が発生すると、この
振動は加速度計41によって検出されて、自己振動信号が
チャージアンプ42で増幅すると共に、積分器43において
速度信号に変換する。
When a vibration occurs in the laser Doppler vibrometer 40 itself when measuring the vibration of the vibrating object 10, this vibration is detected by the accelerometer 41, and the self-vibration signal is amplified by the charge amplifier 42. The integrator 43 converts the speed signal.

【0099】さらに、この自己振動の速度信号出力は、
前記信号処理装置13の速度信号電圧値を規格化するゲイ
ン調整器44にて調整した後に、差動増幅器45に入力し、
同じく信号処理装置13の速度信号出力との差を得る。
Further, the speed signal output of this self-vibration is
After being adjusted by the gain adjuster 44 that normalizes the speed signal voltage value of the signal processing device 13, it is input to the differential amplifier 45,
Similarly, the difference from the speed signal output of the signal processing device 13 is obtained.

【0100】これにより、信号処理装置13が測定した振
動情報の中からレーザドプラ方式振動計40自身の振動を
除去して、振動物体10単体の振動信号のみを正確に取り
出すことができる。
Thus, the vibration of the laser Doppler vibrometer 40 itself can be removed from the vibration information measured by the signal processing device 13, and only the vibration signal of the vibrating object 10 alone can be accurately extracted.

【0101】なお、この第6実施例では、レーザドプラ
方式振動計における自己振動の検出と別途得られた振動
物体10の振動情報の劣化防止について説明したが、この
第6実施例は上記第1実施例乃至第6実施例のいずれに
対しても適用できる。
In the sixth embodiment, the detection of self-vibration in the laser Doppler vibrometer and the prevention of deterioration of the vibration information of the vibrating object 10 obtained separately have been described, but the sixth embodiment is the same as the first embodiment. It can be applied to any of the examples to the sixth embodiment.

【0102】さらに、上記第1実施例乃至第3実施例に
おける信号強度不足検知手段は、それぞれ構成と作用が
異なっているが、この第1実施例と3実施例はいずれも
上記第4実施例または第5実施例に対しても適用できる
ことは勿論である。
Further, the signal strength shortage detecting means in the above-mentioned first to third embodiments are different from each other in construction and operation, but both the first and third embodiments are the same as the above-mentioned fourth embodiment. Alternatively, it goes without saying that the present invention can also be applied to the fifth embodiment.

【0103】[0103]

【発明の効果】以上本発明によれば、レーザドプラ方式
振動計による振動測定に際して、振動物体からの散乱光
の強度不足に起因して、測定された振動情報における精
度不良の確認が確実で容易に可能となる。また、最適な
計測条件を自動的に素早く得ることができる。
As described above, according to the present invention, when measuring the vibration by the laser Doppler vibrometer, due to the insufficient intensity of the scattered light from the vibrating object, it is possible to surely and easily confirm the poor accuracy in the measured vibration information. It will be possible. In addition, optimum measurement conditions can be automatically and quickly obtained.

【0104】さらに、測定された振動物体の振動情報よ
り振動計の自己振動を除去することにより、自己振動に
よる振動情報の劣化を防止する効果がある。
Furthermore, by removing the self-vibration of the vibrometer from the measured vibration information of the vibrating object, it is possible to prevent the deterioration of the vibration information due to the self-vibration.

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

【図1】本発明に係る第1実施例のレーザドプラ方式振
動計のブロック構成図。
FIG. 1 is a block configuration diagram of a laser Doppler vibrometer according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明に係る第2実施例のレーザドプラ方式振
動計のブロック構成図。
FIG. 2 is a block configuration diagram of a laser Doppler vibration meter according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明に係る第2実施例の出力信号波形特性図
で、(a)は振動速度波形、(b)は出力が十分な時の
信号波形、(c)は出力が不十分な時の信号波形、
(d)は抽出歪波形を示す。
FIG. 3 is an output signal waveform characteristic diagram of the second embodiment according to the present invention. (A) is a vibration velocity waveform, (b) is a signal waveform when the output is sufficient, and (c) is insufficient output. Time signal waveform,
(D) shows an extracted distortion waveform.

【図4】本発明に係る第3実施例のレーザドプラ方式振
動計のブロック構成図。
FIG. 4 is a block configuration diagram of a laser Doppler vibration meter according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明に係る第3実施例の全波整流回路の結線
図。
FIG. 5 is a connection diagram of a full-wave rectifier circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明に係る第4実施例のレーザドプラ方式振
動計のブロック構成図。
FIG. 6 is a block configuration diagram of a laser Doppler vibrometer according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明に係る第5実施例のレーザドプラ方式振
動計のブロック構成図。
FIG. 7 is a block configuration diagram of a laser Doppler vibrometer according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】本発明に係る第6実施例のレーザドプラ方式振
動計のブロック構成図。
FIG. 8 is a block diagram of a laser Doppler vibrometer according to a sixth embodiment of the present invention.

【図9】従来のレーザドプラ方式振動計のブロック構成
図。
FIG. 9 is a block diagram of a conventional laser Doppler vibrometer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,14,19,23,30,34,40…レーザドプラ方式振動
計、2…レーザ光源、3a,3b…レーザビーム、3c
…出射光、3d…参照光、3e…散乱光、4…光ヘテロ
ダイン用光学干渉系、5a,5b…ビームスプリッタ、
6a,6b…ミラー、7…周波数シフタドライバ、8…
周波数シフタ、9…集光用光学系、10…振動物体、11…
振動方向、12…光検出器、13…信号処理装置、15a,15
b…定電圧発生器、16a,16b…コンパレータ、17…ス
ピーカ駆動装置、18…スピーカ、20…ハイパスフィル
タ、21…ランプ駆動装置、22…ランプ、24…オシロスコ
ープ、25…ローパスフィルタ、26…周波数カウンタ、27
…全波整流回路、27a〜27d…ダイオード、28…電圧
形、29…コンデンサ、31a〜31c…モータ、32a,32b
…コントローラ、33a〜33c…ドライバ、35a,35b…
1/2波長板、36a,36b…偏光ビームスプリッタ、37
…可変光アテネータ、38…1/4波長板、39…検光子、
41…加速度計、42…チャージアンプ、43…積分器、44…
ゲイン調整器、45…差動増幅器。
1, 14, 19, 23, 30, 34, 40 ... Laser Doppler vibrometer, 2 ... Laser light source, 3a, 3b ... Laser beam, 3c
... outgoing light, 3d ... reference light, 3e ... scattered light, 4 ... optical heterodyne optical interference system, 5a, 5b ... beam splitter,
6a, 6b ... Mirror, 7 ... Frequency shifter driver, 8 ...
Frequency shifter, 9 ... Focusing optical system, 10 ... Vibrating object, 11 ...
Vibration direction, 12 ... Photodetector, 13 ... Signal processing device, 15a, 15
b ... Constant voltage generator, 16a, 16b ... Comparator, 17 ... Speaker drive device, 18 ... Speaker, 20 ... High pass filter, 21 ... Lamp drive device, 22 ... Lamp, 24 ... Oscilloscope, 25 ... Low pass filter, 26 ... Frequency Counter, 27
... Full wave rectifier circuit, 27a to 27d ... Diode, 28 ... Voltage type, 29 ... Capacitor, 31a to 31c ... Motor, 32a, 32b
... controller, 33a-33c ... driver, 35a, 35b ...
Half-wave plate, 36a, 36b ... Polarizing beam splitter, 37
... Variable optical attenuator, 38 ... Quarter wave plate, 39 ... Analyzer,
41 ... Accelerometer, 42 ... Charge amplifier, 43 ... Integrator, 44 ...
Gain adjuster, 45 ... Differential amplifier.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡部 和美 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 空本 誠喜 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazumi Watanabe 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Seiki Soramoto Komukai, Kouki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Town No. 1 Inside Toshiba Research and Development Center

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光源から照射したレーザ光の振動
物体から反射された散乱光と前記レーザ光源からのレー
ザ光とを光学干渉系により光ヘテロダイン検波すると共
にこの出力光を光検出器にて電気信号に変換してこの電
気信号から振動物体により発生したレーザ光のドプラシ
フト量に関する情報を抽出する信号処理装置を備えたレ
ーザドプラ方式振動計において、前記信号処理装置で処
理が可能な信号強度下限値を発生する基準信号発生器お
よび前記光検出器の出力信号と前記基準信号発生器の発
生信号を比較する比較器とからなる信号強度不足検出手
段を設けたことを特徴とするレーザドプラ方式振動計。
1. A laser light emitted from a laser light source is subjected to optical heterodyne detection of scattered light reflected from a vibrating object and laser light from the laser light source, and the output light is electrically detected by a photodetector. In a laser Doppler system vibrometer equipped with a signal processing device that converts information into a signal and extracts information related to the Doppler shift amount of laser light generated by a vibrating object from this electric signal, a signal intensity lower limit value that can be processed by the signal processing device is set. 2. A laser Doppler vibrometer, comprising: a signal strength shortage detection means comprising a reference signal generator that is generated and a comparator that compares the output signal of the photodetector with the signal generated by the reference signal generator.
【請求項2】 レーザ光源から照射したレーザ光の振動
物体から反射された散乱光と前記レーザ光源からのレー
ザ光とを光学干渉系により光ヘテロダイン検波すると共
にこの出力光を光検出器にて電気信号に変換してこの電
気信号から振動物体により発生したレーザ光のドプラシ
フト量に関する情報を抽出する信号処理装置を備えたレ
ーザドプラ方式振動計において、前記信号処理装置の出
力信号から波形歪成分を抽出する歪抽出器とこの歪出力
信号より大きな歪検出値を出力する基準信号発生器およ
び前記歪出力信号と歪検出値を比較する比較器とからな
る信号強度不足検出手段を設けたことを特徴とするレー
ザドプラ方式振動計。
2. A laser light emitted from a laser light source is subjected to optical heterodyne detection of scattered light reflected from a vibrating object and the laser light from the laser light source, and the output light is electrically detected by a photodetector. In a laser Doppler vibrometer equipped with a signal processing device for converting into a signal and extracting information on the Doppler shift amount of laser light generated by a vibrating object from this electric signal, a waveform distortion component is extracted from the output signal of the signal processing device. A signal strength deficiency detection means comprising a distortion extractor, a reference signal generator for outputting a distortion detection value larger than the distortion output signal, and a comparator for comparing the distortion output signal with the distortion detection value is provided. Laser Doppler vibration meter.
【請求項3】 レーザ光源から照射したレーザ光の振動
物体から反射された散乱光と前記レーザ光源からのレー
ザ光とを光学干渉系により光ヘテロダイン検波すると共
にこの出力光を光検出器にて電気信号に変換してこの電
気信号から振動物体により発生したレーザ光のドプラシ
フト量に関する情報を抽出する信号処理装置を備えたレ
ーザドプラ方式振動計において、前記信号処理装置の出
力信号から波形歪成分を抽出する歪抽出器とこの出力信
号の波形を観察する波形監視装置からなる信号強度不足
検出手段と、前記信号処理装置の出力信号から波形歪成
分を除去する歪除去器および周波数カウンタとからなる
振動周波数検出手段と、前記信号処理装置の出力信号の
波高値を検出する波高値検出器と電圧計とからなる振動
速度検出手段を設けたことを特徴とするレーザドプラ方
式振動計。
3. A laser light emitted from a laser light source is subjected to optical heterodyne detection of scattered light reflected from a vibrating object and the laser light from the laser light source, and the output light is electrically detected by a photodetector. In a laser Doppler vibrometer equipped with a signal processing device for converting into a signal and extracting information on the Doppler shift amount of laser light generated by a vibrating object from this electric signal, a waveform distortion component is extracted from the output signal of the signal processing device. Vibration frequency detection including a signal strength shortage detecting means including a distortion extractor and a waveform monitoring device for observing the waveform of the output signal, a distortion remover for removing a waveform distortion component from the output signal of the signal processing device, and a frequency counter. And a vibration velocity detecting means including a peak value detector for detecting the peak value of the output signal of the signal processing device and a voltmeter. Laser Doppler vibrometer characterized by
【請求項4】 レーザ光源から照射したレーザ光の振動
物体から反射された散乱光と前記レーザ光源からのレー
ザ光とを光学干渉系により光ヘテロダイン検波すると共
にこの出力光を光検出器にて電気信号に変換してこの電
気信号から振動物体により発生したレーザ光のドプラシ
フト量に関する情報を抽出する信号処理装置を備えたレ
ーザドプラ方式振動計において、前記信号処理装置にお
ける信号強度不足を検出する信号強度不足検出手段と、
前記振動物体にレーザ光を照射して散乱光を集光する光
学系を駆動する光学系駆動装置と、前記信号強度不足検
出手段の出力信号により集光量が適切となるように前記
光学系駆動装置を制御する制御装置とを設けたことを特
徴とするレーザドプラ方式振動計。
4. Optical heterodyne detection of the scattered light of the laser light emitted from the laser light source, which is reflected from the vibrating object, and the laser light from the laser light source, and the output light is electrically detected by a photodetector. In a laser Doppler vibrometer equipped with a signal processing device for converting into a signal and extracting information regarding the Doppler shift amount of laser light generated by a vibrating object from this electric signal, a signal strength shortage for detecting a signal strength shortage in the signal processing device Detection means,
An optical system driving device that drives an optical system that irradiates the vibrating object with laser light and collects scattered light, and the optical system driving device that adjusts the amount of light condensing appropriately by the output signal of the signal strength insufficient detection means. A laser Doppler vibration meter, which is provided with a control device for controlling the laser.
【請求項5】 レーザ光源から照射したレーザ光の振動
物体から反射された散乱光と前記レーザ光源からのレー
ザ光とを光学干渉系により光ヘテロダイン検波すると共
にこの出力光を光検出器にて電気信号に変換してこの電
気信号から振動物体により発生したレーザ光のドプラシ
フト量に関する情報を抽出する信号処理装置を備えたレ
ーザドプラ方式振動計において、前記信号処理装置にお
ける信号強度不足を検出する信号強度不足検出手段を設
けると共に、前記光ヘテロダイン検波を行う光学干渉系
が、レーザ光源から出射されたレーザ光の偏光角度を調
節するための第1の偏光角度調整手段とこの透過光をそ
の偏光成分毎に出射光と参照光に分岐するためのビーム
分割手段と、分岐された参照光の強度を調節するための
光量調節手段と、この参照光を前記光検出器に入射する
ための第2の偏光角度調節手段と、前記光学系によって
集光された散乱光を前記光検出器に入射するための第3
の偏光角度調節手段と、前記参照光と散乱光を合波する
ためのビーム合成手段と、このビーム合成手段により合
波された前記参照光と散乱光を干渉させるための検光子
と、さらに前記第1の偏光角度調整手段には第1の駆動
機構を、前記光量調整手段には第2の駆動機構を備え
て、前記信号強度不足検出手段の出力信号により前記第
1および第2の駆動機構を制御するための制御装置とを
設けたことを特徴とするレーザドプラ方式振動計。
5. Optical heterodyne detection of the scattered light of the laser light emitted from the laser light source, which is reflected from the vibrating object, and the laser light from the laser light source is performed by an optical interference system, and the output light is electrically detected by a photodetector. In a laser Doppler vibrometer equipped with a signal processing device for converting into a signal and extracting information regarding the Doppler shift amount of laser light generated by a vibrating object from this electric signal, a signal strength shortage for detecting a signal strength shortage in the signal processing device An optical interference system for performing the optical heterodyne detection is provided with a detecting means, and a first polarization angle adjusting means for adjusting the polarization angle of the laser light emitted from the laser light source and the transmitted light for each polarization component thereof. Beam splitting means for splitting the outgoing light and the reference light, a light amount adjusting means for adjusting the intensity of the split reference light, and Second polarization angle adjusting means for making the reference light of the above-mentioned incident on the photodetector, and a third means for making the scattered light condensed by the optical system enter the photodetector.
Polarization angle adjusting means, beam combining means for combining the reference light and scattered light, an analyzer for interfering the reference light and scattered light combined by the beam combining means, and The first polarization angle adjusting means is provided with a first drive mechanism, and the light amount adjusting means is provided with a second drive mechanism, and the first and second drive mechanisms are provided by an output signal of the signal strength insufficient detection means. And a control device for controlling the laser Doppler vibrometer.
【請求項6】 レーザ光源から照射したレーザ光の振動
物体から反射された散乱光と前記レーザ光源からのレー
ザ光とを光学干渉系により光ヘテロダイン検波すると共
にこの出力光を光検出器にて電気信号に変換してこの電
気信号から振動物体により発生したレーザ光のドプラシ
フト量に関する情報を抽出する信号処理装置を備えたレ
ーザドプラ方式振動計において、レーザドプラ方式振動
計の外面または内部に設置された少なくても1個以上の
加速度測定手段と、この加速度測定手段による測定信号
を速度信号に変換する変換器と、この速度信号を前記信
号処理装置によって検出した振動信号と規格化するため
のゲイン調整器と、このゲイン調整器の出力信号と前記
信号処置装置の出力信号との差を得る差分器とを設けた
ことを特徴とするレーザドプラ方式振動計。
6. A laser light emitted from a laser light source is subjected to optical heterodyne detection of scattered light reflected from a vibrating object and the laser light from the laser light source, and the output light is electrically detected by a photodetector. A laser Doppler vibrometer equipped with a signal processing device that converts the signal to extract the information related to the Doppler shift amount of the laser light generated by the vibrating object from this electrical signal. Also, at least one acceleration measuring means, a converter for converting a measurement signal by the acceleration measuring means into a speed signal, and a gain adjuster for normalizing the speed signal with the vibration signal detected by the signal processing device. And a differencer for obtaining the difference between the output signal of the gain adjuster and the output signal of the signal processing device. -The Doppler vibration meter.
JP15976394A 1994-07-12 1994-07-12 Laser Doppler vibrometer Expired - Fee Related JP3410822B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15976394A JP3410822B2 (en) 1994-07-12 1994-07-12 Laser Doppler vibrometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15976394A JP3410822B2 (en) 1994-07-12 1994-07-12 Laser Doppler vibrometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0829248A true JPH0829248A (en) 1996-02-02
JP3410822B2 JP3410822B2 (en) 2003-05-26

Family

ID=15700740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15976394A Expired - Fee Related JP3410822B2 (en) 1994-07-12 1994-07-12 Laser Doppler vibrometer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3410822B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103730127A (en) * 2014-01-14 2014-04-16 厦门大学 Voice signal reconstruction method based on laser speckle images
KR101389428B1 (en) * 2012-07-09 2014-04-25 한국기초과학지원연구원 Vibration measuring system of nuclear fusion device using laser doppler vibrometry system
CN104316158A (en) * 2014-10-21 2015-01-28 四川大学 Heterodyne interferometer vibration measurer based on laser doppler effect
CN111366232A (en) * 2020-04-08 2020-07-03 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 All-fiber pulse laser Doppler vibrometer and signal processing method thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103511200B (en) * 2012-06-15 2015-11-11 邱金和 Electricity generating device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101389428B1 (en) * 2012-07-09 2014-04-25 한국기초과학지원연구원 Vibration measuring system of nuclear fusion device using laser doppler vibrometry system
CN103730127A (en) * 2014-01-14 2014-04-16 厦门大学 Voice signal reconstruction method based on laser speckle images
CN103730127B (en) * 2014-01-14 2016-08-24 厦门大学 A kind of method carrying out voice signal reconstruction based on laser speckle image
CN104316158A (en) * 2014-10-21 2015-01-28 四川大学 Heterodyne interferometer vibration measurer based on laser doppler effect
CN111366232A (en) * 2020-04-08 2020-07-03 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 All-fiber pulse laser Doppler vibrometer and signal processing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP3410822B2 (en) 2003-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4650330A (en) Surface condition measurement apparatus
US4655086A (en) Method and means for measuring sound intensity
JP3410822B2 (en) Laser Doppler vibrometer
JPH08211132A (en) Voltage measuring apparatus
JP2635849B2 (en) Noise reduction device for optical detection signal
JP3235368B2 (en) Laser Doppler velocity measuring device
JP2547290B2 (en) How to judge the quality of insulators for power transmission lines
JP5072315B2 (en) Remote sensing device
JP2001074637A (en) Dynamic light scattering particle diameter distribution measuring system
JP3510419B2 (en) Vibration pickup calibration device
GB2146116A (en) Surface condition measurement apparatus
US6311559B1 (en) Vibration measurement method and apparatus
US20050231726A1 (en) Push-pull method of controlling a laser gyro
JPH0451772B2 (en)
JPH0532738Y2 (en)
JP2866784B2 (en) Vibration detection method
JPH0455270B2 (en)
JPH10332527A (en) Object inspector
JPH0827351B2 (en) Laser doppler velocimeter
JPS6395371A (en) Measuring apparatus for uneven rotation
JPS61946A (en) Optical disc evaluating device
JPH07198849A (en) Interpolating and recovering method for laser doppler type measurement
JPH0536727B2 (en)
JPH02291913A (en) Optical-displacement measuring apparatus
JPH05133730A (en) Surface inspecting device

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080320

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090320

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees