JPS5924219A - 振動モ−ド測定装置 - Google Patents

振動モ−ド測定装置

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JPS5924219A
JPS5924219A JP13392482A JP13392482A JPS5924219A JP S5924219 A JPS5924219 A JP S5924219A JP 13392482 A JP13392482 A JP 13392482A JP 13392482 A JP13392482 A JP 13392482A JP S5924219 A JPS5924219 A JP S5924219A
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Toru Hayase
徹 早瀬
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H9/00Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の技術分野〉 本発明は振動体との非接触な振動計測技法の一つである
レーザードツプラー干渉法を応用した振動速度計を用い
た振動モード測定装置に関するものである。
〈背景技術〉 物体の振動を測定する場合、特に質量の小さい物体、例
えば音響機器のスピーカ用ダイヤフラム、マイクロホン
受音部、或いはプレーヤ用カートリッジ等の振動を測定
する場合非接触で測定することが重要な条件の一つとな
るが、この条件を満足する1つの方法として技術雑誌で
ある「電子科学」の1980年4月号第95頁乃至第9
9頁或いは、「光学」の第9巻第5号(1980年10
月り版)の第266頁乃至第274頁に紹介されている
レーザードツプラー干渉法を利用した振動測定装置があ
る。
しかし乍ら、そこに紹介されているような振動測定装置
では物体上の微小な面積の点測定に限定され、物体がそ
の振動面内の各部所で異る振動、即ち、分割振動を起し
ているような場合、その全体を把握するような面測定が
できない欠点を有している。
〈本発明の目的〉 本発明はこのようなレーザードツプラー干渉法による振
動測定装置の問題点に着目し、レーザードラブラー振動
計の光学ユニットより照射されたレーザー光を光学スキ
ャナーにてX及びY軸方向にスキャンさせることにより
、物体の振動モードについて物体の成る範囲に亘っての
面測定ができる振動モード測定装置を提供せんとするも
のである。
〈本発明の構成〉 以下、本発明の一実施例を添付図面に従って詳細に説明
する。
第1図は本発明に係る振動モード測定装置の一実施例を
示すブロック的構成図にして、1はレーザー電源、2は
レンズシステムを含む光学ユニット、3はレーザー周波
数シフター、4は周波数トラッカーにして、これら1乃
至4の構成部品で上記技術雑誌に紹介されたレーザード
ツプラー振動計を構成するもので、光学ユニット2より
照射されたレーザー光の当った物体(スピーカ)10の
一点(測定点)における振動を検出してその振動速度に
比例した電圧(振動応答信号)を上記周波数トラッカー
4より出力する構成となっている。
5は上記光学ユニット2と物体10との間に設けられた
光学スキャナーにして、前後面にレーザー光を通過させ
るための開ロア、8を有する本体6と、この本体6に固
定され回転軸に回転ミラー9x、9yを設けたミラー駆
動源10x、10yとより成っている。
そして、この光学スキャナー5は第2図の動作説明図に
示すように駆動源1.Ox、10yの駆動で回転ミラー
9x、9yを夫々成る角度範囲で回転させることによシ
光学ユニット2より照射されたレーザー光を物体11の
面上においてX及びY軸方向に一定のピッチ間隔でスキ
ャンさせてX及びY軸方向の座標を設定し物体11上に
おける各部所の振動モードを測定できるように作用する
上記駆動源10x、10yは例えばガルバノメ。
−ター等に利用されてbる可動コイ/”5振動子で構成
され、ミラードライブ信号発生回路12よりドライブ信
号を得るスキャナードライバー13x。
13Yにより独立して駆動されて上記物体11上におけ
るレーザー光のX及びY軸方向の座標を設定するように
構成されている。
14は発振周波数を可変できるプログラマブル発振器に
して、これより出力された加振信号はアブ15を介して
上記物体11に供給され、斯る物体11を振動させるべ
く成っている。
16及び17は夫々周波数トラッカー4、及びアンプ6
15の出力、即ち、物体11にレーザー光を照射して得
られる上記振動応答信号及び物体11の振動に供された
上記アンプ15からの加振信号を入力し、これらをA/
D変換するAD変換器、18及び19ばこれらA/D変
換器16.17でA/D変換された上記振動応答信号及
び加振信号のディジタル化されたデータを逐次記憶する
メモリーである。
こ\で、物体の振動を面測定するに際しては、測定すべ
き振動面全域に亘って同じ条件の基に正確な振動データ
を得る必要があるが、その為にはレーザートンプラー振
動計より得られる振動応答信号中の振動データを振動面
の全座標(全測定点)において全て同一位相のものを求
めなければならない。
即ち、物体11に第3図(a)のような加振信号が与え
られた時、物体11の振動測定面のある測定点が第3図
(b)のような波形を示す振動をし、仮に斯る測定点で
のデータ取得の位相ポイントを加振信号のθに点に対応
するθに′とするならば、他の測定点(第3図(c)の
ような波形を示す振動をしている)においても同一位相
ポイントのθに′点とする・区要がある。
そこで、本発明では物体11の振動面全体をスキャンす
る間にマイクロコンピュータ(以下、CPUと言う)に
おいて、上記メモリー18には加振信号中の一定間隔毎
の位相ポイントθ1・・・九のデータを逐次記憶させる
と共にメモリー19にはこれと同時にこの加振信号のデ
ータ取得の位相ポイントに対応した位相ポイントθ、′
・・・・・・θn/の振動データを逐次記憶させ、その
上で、X−Yプロッタの如き出力装置20に振動モード
を描き出すに当り振動モード設定に利用する加振信号の
データ取得の特定の位相ポイントを決定すると共にとの
加振信号の位相ポイントにおけるデータを基準にとって
、各座標のデータと時系列的に比較して各座標毎にみ加
振信号の位相ポインI−と同時刻の振動応答信号中の特
定の位相ポイン1−のデータを振動データとしてピック
アップし、順次X−Yブロックの如き出力装置20上に
描き出すべく成っている。
今少し説明すると、上述のように各測定点即ち、振動面
座標(Xi、Yj)における特定の位相ポイントθに′
の振動データDo(Xi、Yj、  θに′)を測定し
た振動面の全座標と対応する配列で並べたマトリックス
D(θk”)は となり、これは特定の位相ポイントθに′における振動
面の分割振動による振動分布と対応したもので、このマ
トリックスの振動データを上述のように出力装置20に
描き出せば振動面の振動モードが得られる。
本発明において、上記同一位相ポイントθに′の振動デ
ータをピックアップする方法としては上記の方法の他に
加振信号によって基準となる位相ポイン1−(例えば第
3図(a)中の位相ポイントθk)を設定し、タイマー
を用いて各座標毎に振動応答信号中データ群から、上記
位相ポイントθにより一定時間後のデータを各座標の振
動データとして取り込み、予めメモリー19に上記マト
リックス状のデータとして記憶させる方法がある。
第1図において、21けCPUの指令に従って、上記メ
モIJ−18,19の記憶データの転送を受け、記憶す
る外部メモリである。22はCPUと出力装置20を結
合する入出カポ−1−(Ilo )である。
〈本発明の作用〉 本発明は成上のように構成されるものであり、次にその
作用について説明する。
今、CPUのキーボード23中の置数キーでプログラマ
ブル発振器14より出力される加振信号の周波数を設定
した上でスタートキーSTを操作すると、プログラマブ
ル発振器14は設定された周波数の加振信号を出力し、
斯る加振信号をアンプ15を介して物体(スピーカ)1
1及びA/D変換器17に与える。
又、他方、レーザードツプラー振動計のレーザー電源1
は駆動して光学ユニット2よりレーザー光を出力させ、
光学スキャナ5はCPUの指令に基ずくミラードライブ
信号発生回路12の動作に伴うスキャナー・ドライバー
13X、1.3YVC駆動され、上記レーザー光を物体
11の振動面上でX及びY座標を描くようにスキャンさ
せる。
すると、周波数トラッカー4はレーザー光で検出した物
体11の振動面座標(Xi、Yj)の振動速度に比例し
た振動応答信号の電圧を出力し、A/D変換器16でデ
ィジタル化してメモリー18に供給し記憶させる。
又、A/D変換器17ではアンプ1]より得られる基準
信号の電圧をダイジタル化しメモリー18に供給し記憶
させる。
これらA/D変換器16.17では夫々入力して来る信
号をCPUの指令に従って時系列的に等間隔の位相ポイ
ントθ1.・・・θn及びθ、′・・・θn′でデータ
を出力し、そのデータをメモリー18゜19に記憶させ
て行く。
その結果、レーザー光が物体11の振動面のX及びY軸
方向の座標全てをスキャンし終った時には、上記メモリ
ー18にはスキャンした順序に従った各座標の上記位相
ポイントθl′・・・θn′での振動データが記憶され
、又、メモリー19には同様に加振信号の位相ポイント
θ1・・・θnでのデータが夫々記憶されている。
このように、物体11の振動面の振動を測定しそのデー
タを記憶させた上で、次ぎに、CPUのキーボード23
中の出カキ−0ut  を操作すると、CPUけ上記メ
モリー18に記憶された振動データ群の中から上記のよ
うに特定位相ポイントθに′における各振動面座標の振
動データDo(Xi。
Yj、θに’)を上記マトリックスD(θに’)の配列
に従、てピックアップすると共に視覚的なデータに変換
し、これをIloを通して出力装置に与え、振動モード
を描かせる。
今、こ!に、本発明に係る振動モード測定装置を以って
実際に物体の振動モードを測定したものについて紹介す
る。
第4図(a)及び(b)がそれで、前者は物体として2
0CI1紙コーンを適用し、これを60Hzの加振信号
で振動させた場合のものであり、又、後者は20−ヌト
レートサイド紙コーンを適用し、これを145Hzの加
振信号で振動させた場合のものである。
〈本発明の効果〉 本発明は成上のようにレーザードラブラー振動計の光学
ユニットと物体の振動面との間にレーザー光を上記振動
面の成る一定範囲内に亘ってスキャンさせる光学スキャ
ナーを設け、上記振動面の振動を面測定できる構成とし
たものであるから、物体がその振動面側々で異る振動、
即ち、分割振動を起している場合、その振動モード全体
の把握が可能となり、有用性に富んだ振動モード測定装
置を得ることが出来る優れた発明である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る振動モード測定装置の一実施例の
ブロック的構成図、第2図は同上における光学スキャナ
ーの構成の説明に供された概略図、第3図(a)、  
(b)及び(c)は加振信号と振動応答信号の説明に供
された波形図、第4図(a)及び(b)は本発明に係る
装置で実際に物体を測定して得た振動モードを示す図で
ある。 2:光学ユニット、  5:光学スキャナー、11:物
体。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、振動する物体の振動面にレーザー光を照射し、斯る
    振動面の振動速度に比例した電圧を検出して上記物体の
    振動を測定するものにおいて、上記レーザー光を出力す
    る光学ユニットと上記物体の振動面との間に上記レーザ
    ー光を上記振動面の成る一定範囲内に亘ってスキャンさ
    せる光学スキャナーを設け、上記振動面の振動を面測定
    する構成とした振動モード測定装置。
JP13392482A 1982-07-30 1982-07-30 振動モ−ド測定装置 Granted JPS5924219A (ja)

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JP13392482A JPS5924219A (ja) 1982-07-30 1982-07-30 振動モ−ド測定装置

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JPS5924219A true JPS5924219A (ja) 1984-02-07
JPH0131576B2 JPH0131576B2 (ja) 1989-06-27

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011027648A (ja) * 2009-07-28 2011-02-10 Optical Comb Inc 振動計測装置及び振動計測方法
CN105547454A (zh) * 2015-12-08 2016-05-04 东华大学 一种快速扫描式激光多普勒振动测量系统
CN108760022A (zh) * 2018-06-20 2018-11-06 航天海鹰(镇江)特种材料有限公司 一种机翼类产品振动频率的数字化测量及动态模型建立的方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5797416A (en) * 1980-11-06 1982-06-17 Krautkraemer Gmbh Method and apparatus for non-contact optical reception of ultrasonic wave

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