激光三角测量振动检测
时间: 2025-03-09 14:00:42 浏览: 55
### 激光三角测量在振动检测中的应用
激光三角测量是一种基于几何光学原理的技术,广泛应用于非接触式位移和振动测量。该方法利用激光束照射到待测表面并反射回传感器,通过计算入射角与反射角之间的差异来确定目标位置的变化。
#### 工作原理
当物体发生微小振动时,其表面上的某一点相对于固定参考点会产生周期性的位移变化。激光三角法可以捕捉这些细微变动,并将其转换成电信号输出。具体来说:
- **发射器**发出一束准直良好的单色光源;
- 这束光线打在被测物上形成一个小斑点;
- 反射回来的散射光由接收单元收集并通过透镜聚焦于光电探测阵列之上;
- 随着样品沿垂直方向上下移动或者由于震动而改变距离,图像会沿着CCD/CMOS芯片上的特定线性区域偏移一定量的位置差ΔX;此数值经过放大电路处理后送至数据采集卡进一步运算得出实际物理尺寸参数d=fx/b (其中f代表镜头焦距,b表示基线长度)[^1]。
#### 实现方式
为了提高系统的响应速度以及分辨率,在硬件设计方面通常采取如下措施:
- 使用高频调制连续波(CW)半导体泵浦固体Nd:YAG/YLF等类型的脉冲激光作为探针源;
- 应用高速率A/D转换模块配合FPGA/CPLD完成实时采样任务;
- 结合精密机械平台确保整体稳定性良好从而减少外界干扰因素影响最终结果准确性.
此外, 软件算法优化也是提升性能的关键所在. 例如采用自适应滤波、卡尔曼预测等多种现代信号处理手段去除噪声成分; 同时建立合理的数学模型描述动态过程以便更精确地还原原始运动轨迹特征[^2].
```python
import numpy as np
from scipy.signal import butter, lfilter
def lowpass_filter(data, cutoff, fs, order=5):
nyq = 0.5 * fs
normal_cutoff = cutoff / nyq
b, a = butter(order, normal_cutoff, btype='low', analog=False)
y = lfilter(b, a, data)
return y
# 假设我们已经得到了一组时间序列的数据data
fs = 1e3 # Sampling frequency
cutoff_frequency = 10 # Cutoff frequency of the filter
filtered_data = lowpass_filter(np.random.randn(1000), cutoff_frequency, fs)
print(filtered_data[:10])
```
阅读全文
相关推荐


















