中文名: 激光多普勒測振儀 外文名: Laser Doppler Vibrometer 用途: 速度、位移、加速度、模態、轉速測量
一、激光多普勒測振儀工作原理簡介：
激光多普勒測振儀是利用激光多普勒效應、光外差干涉等原理對物體振動進行測量的一種非接觸式激光多普勒振動測量儀器；
LDV的激光束被發射到待測物體的表面，并且由于該表面的運動使反射的激光束產生多普勒頻移，從中可提取表面的振動幅度和頻率；與傳統的加速度計等傳感器相比具有可以遠距離測量，非接觸性，空間分辨率較高，測量時間短，響應頻帶寬，速度分辨率較高等優點；被廣泛應用于模型的模態特性分析、品質檢測 、在線控制 、結構探傷 、健康醫療等領域。
二、多普勒測振儀結構原理
1、光學系統原理
激光多普勒測振儀的核心是一臺激光干涉儀和一臺信號處理器；激光干涉儀內的激光器發出的偏振光（設頻率為F0）由分光鏡分成兩路，一路作為測量光，一路作為參考光；參考光通過聲光調制器具有一定頻移（F），測量光聚焦到被測物體表面，物體振動引起測量光多普勒頻移（f=2v/λ）；系統收集反射光并與參考光匯聚在傳感器上，這樣兩束光在傳感器表面產生干涉，干涉信號的頻率為F0+F+f，攜帶了被測物體的振動信息，信號處理器將頻率信號轉換為物體振動的速度和位移信號。
2、多普勒測振效應
波在傳播過程中，其頻率會隨著波源、觀察者之間的相對運動而發生變化；當光照射到運動物體表面時，對光檢測器而言，由于物體的運動，使得從它表面散射的光的頻率發生變化，該頻率變化值與物體運動的速度、方向、波長以及入射光的方向有關；如果已知后面幾個參數，只要測量出散射光頻率的變化，便可得到運動物體的速度。
3、光外差干涉原理
光外差干涉即由兩束不同頻率的相干光同時投射到光電探測器光敏面上發生干涉，然后通過光電轉換的平方律效應得到它們之間的頻差；此頻差就是所需的多普勒頻移，其余與光波頻率接近或者更高的頻率信息因超出了光檢測器的頻率響應范圍而被濾掉。
4、三維激光測振儀原理
三維光纖激光測振儀集成了三維激光多普勒測振技術和視覺多點三維測振技術于一身，可實現三維振動非接觸測量;實際測量中，三束激光以不同角度同時聚焦于被測物體的同一個點，物體振動引起激光的多普勒效應，反射回來的三束反射光頻率發生變化，被各自光學頭所接收，經由光纖傳回控制箱中。在系統內部，高精密的紅外激光干涉儀用來檢測光信號，并將其轉換成多普勒頻移信號，信號處理器將三分量的多普勒頻移信號轉換為對應的三分量物體振動速度和位移信息，最后通過三維振動分析算法還原被測點的三維振動信息。
三、激光測振儀應用優勢
激光測振儀不僅應用于常規振動測量，更在以下接觸式傳感器難以解決的領域發揮特殊作用：
? 不能有附加質量影響的器件, 如輕巧，柔性或微型結構等；
? 傳統接觸式傳感器不易靠近或易損壞的惡劣環境, 如高溫, 高壓, 腐蝕, 放射等；
? 需要大量測試點, 如大型構件模態測量等, 省去傳統接觸式傳感器布點連線等繁重工作量；
? 測量快捷方便，可在幾分鐘內完成成千上萬點測量；
? 測量表面無需處理；
? 抗干擾能力強，可現場應用；
? 實時輸出振動信號。
四、激光測振儀技術指標
? 速度：24.5m/s；
? 最小速度分辨率:0.01μm /s(1Hz)；
? 最小位移分辨率：15pm；
? 工作距離：0-300m；
? 頻率范圍：DC到3M Hz；
五、LDV激光測振儀設備類型
? 單點激光測振儀: 這是見的LDV類型;
? 掃描激光測振儀: 掃描LDV添加了一組X-Y掃描鏡，使單個激光束可以在感興趣的表面上移動;
? 三維激光測振儀: 標準的LDV測量沿激光束方向的目標速度;為了測量目標速度的所有三個分量，三維LDV通過三個獨立的光束來測量位置，這些光束從三個不同的方向發射到目標;這可以確定目標的完整平面內和平面外速度;
? 差分激光測振儀: 差分LDV測量目標上兩個位置之間的平面外速度差;
? 多光束激光測振儀: 多光束LDV同時測量多個位置的目標速度。
