НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК


НОВОСИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

ISSN (печатн.): 1814-1196          ISSN (онлайн): 2658-3275
English | Русский

Последний выпуск
№3(72) Июль - Сентябрь 2018

Бесконтактный интерферометрический измеритель вибраций на основе волоконной оптики

Выпуск № 4 (57) Октябрь - Декабрь 2014
Авторы:

И.С. ГЛЕБУС,
С.Н. МАКАРОВ,
Ю.В. ЧУГУЙ
DOI: http://dx.doi.org/DOI: 10.17212/1814-1196-2014-4-49-58
Аннотация
Представлены результаты работ по возможности создания измерителя вибраций на современной элементной базе. Описывается интерферометрический метод определения смещения поверхности для случаев фиксированного направления движения объекта. Основой метода является использование интерферометрической схемы, чувствительной к расстоянию до объекта, на основе интерферометра Майкельсона. Приводится квадратурный интерферометрический сигнал, получаемый при помощи модуляции тока накачки лазера и последующей фильтрацией сигнала, получаемого на фотоприемнике. Рассмотрен случай использования квадратурного сигнала при тональных вибрациях объекта. В результате проведения измерений и обработки полученных данных восстановлены сигналы смещения поверхности исследуемого объекта для режима вибраций с заданной частотой и амплитудой. Частота колебаний поверхности соответствует частоте сигнала генератора (30 Гц), амплитуда в исследуемой точке оказалась равной 4 ± 0,05 мкм. В режиме отсутствия подачи сигнала на объект определена амплитуда случайных смещений, которая составила 0,3 мкм. Выявлено, что макет измерителя вибраций на основе оптоволоконных компонент может регистрировать квадратурный интерферометрический сигнал и восстанавливать смещение поверхности вибрирующих объектов. Сделан вывод о перспективности дальнейшего исследования макета, улучшения его точностных характеристик и доведения до экспериментального образца.

 
Ключевые слова: вибрация, измеритель вибраций, интерферометр Майкельсона, интерферометрический сигнал, модуляция тока накачки, квадратурный сигнал, диффузор, смещение поверхности

Список литературы
1. Науменко А.П. Методология виброакустической диагностики поршневых машин // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Машиностроение. – 2007. – Спец. вып.: Двигатели внутреннего сгорания. – С. 85–93.

2. Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара: справочник: в 2 кн.: кн. 1–2 / под ред. В.В. Клюева. – М.: Машиностроение, 1978. – 844 с.

3. VDD – Цифровой виброметр на базе ПК [Электронный ресурс] // MEDUS. – URL: http://www.me-dus.com.ua/pdf/polytec/vibrometru/1371_417_VDD_RUS.pdf (дата обращения: 10.05.2014).

4. Лазерный интерферометрический виброметр [Электронный ресурс] // NANOINTEK. – URL: http://nanoin-tek.ru/assets/images/LSV.pdf (дата обращения: 10.05.2014).

5. Бейли Д., Райт Э. Волоконная оптика: теория и практика. – СПб.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2008. – 320 с.

6. Атавин В.Г., Мохнатов А.А., Худяков Ю.В. Возможности измерений амплитуд вибраций гетеродинным лазерным виброметром // Измерительная техника. – 2000. – № 2. – С. 32–34.

7. Fercher A.F. Optical coherence tomography // Journal of Biomedical Optics. – 1996. – Vol. 1, iss. 2. – P. 157–173. – doi: 10.1117/12.231361.

8. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. – СПб.: Питер, 2002. – 608 с.

9. Звелто О. Принципы лазеров: пер. с англ. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Мир, 1990. – 559 с.

10. Романов И. Активные RC-фильтры: схемы и расчеты // Радио. – 1995. – № 3. – С. 45–48.

11. Оптическое волокно Corning SMF-28e+: описание изделия [Электронный ресурс] // CORNING. – URL: http://www.corning.com/uploadedFiles/Corporate/Russia/Products_+_Services/Telecommunications/Optical_Fiber/Pdfs/SMF_28eplus.pdf (дата обращения: 01.07.2014).

12. SM Coupler [Electronic resource] // Thorlabs, Inc. – URL: http://www.thorlabs.de/thorcat/1300/10202A-50-FC-AutoCADPDF.pdf (дата обращения: 02.07.2014).

13. Laser diode module FRL15DCWD-A81-W1550 [Electronic resource] / The Furukawa Electric Co., Ltd // DataSheets.com: for electronic engineers & buyers. – URL: http://www.datasheets.com/search/partdetail/ FRL15DCWDA81W1550/The+Furukawa+Electric+Co-dot-,+Ltd (дата обращения: 10.07.2014).

14. JDSU Photodiode EPM-745 [Electronic resource] // Elcodis: Electronic Components Distributor. – URL: http://elcodis.com/parts/524791/EPM7032AELC44-7.html#datasheet (дата обращения: 03.07.2014).

15. FC/APC collimation package F810FC-1550 [Electronic resource] // Thorlabs Inc. – URL: http://www.thorlabs.de/thorcat/13800/F810APC-1550-AutoCADPDF.pdf (дата обращения: 03.07.2014).

16. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. – Л.: Энергоатомиздат, 1991. – 304 с.

 
Просмотров: 1715