众所周知，在机械工程与土木工程范畴里，振荡特性的丈量一向存在着各种问题和应战。尽管某些振荡源自器材或部件自身，但因为外力或规划的容差形成的非正常振荡则会导致器材或部件的功用性损坏。因而，振荡特性的丈量和剖析是辨别和承认机器、部件的质量特性及作业状况的重要丈量手法。
关于比较大型的被测物体一般能够装置加速度传感器，使用加速度传感器的电荷输出信号完成加速度－速度－位移的相关丈量。但是当丈量物体质量比较小，丈量环境比较严峻的情况下，新式的非触摸式，高精度、实时性的测振技能则扮演了重要人物。其间，根据激光干与原理的激光多普勒测振技能是现在能够获取最佳位移和速度分辨率的最重要的振荡丈量办法，已被广泛用于根底科学和工程丈量范畴。
以德国Polytec的激光多普勒振荡仪为代表，高端的激光多普勒测振仪具有以下两项首要技能优势：首要，因为这类体系选用激光作为勘探手法，彻底无附加质量影响，具有非侵入性，然后能够在极小和极轻质的结构上进行丈量；其次这类体系现已能够完成微米级／亚微米的振幅分辨率，线性度高，在极高频率范围内（当时已超越1GHz）和相当大的丈量间隔范围内仍能确保振幅丈量的一致性。
在工业研讨和开发中， 激光多普勒测振仪不光在机械工程、声学及其它工程学科和科学范畴中用于研讨不同物体的动态和声学特性， 研讨方针包含从轿车车身、飞机部件、各类发动机和建筑物等大型物件到MEMS器材和数据硬盘组件等细小物件，乃至能够对发热物体、旋转外表、超声波东西和杂乱灵敏的结构进行丈量。以声学职业丈量为例，为了确保所生成的乐器能发生美好动听的声响，激光多普勒振荡仪能够尽早地经过振荡丈量来评判乐器的的声乐质量；激光振荡仪还能够对大功率的扬声器中或许发生的有害的振膜共振进行辨认；乃至用于更为杂乱的声学研讨，例如结构声学呼应（声场）猜测，声学成像和反声响研讨等等。
当激光多普勒振荡仪在科研及生产中取得越来越广泛的使用时，其本钱和价格则逐步成为拓广其使用的瓶颈。为了适应商场对激光多普勒振荡仪的需求，挚感（姑苏）光子科技有限公司（下文简称挚感光子）推出了根据集成光学芯片技能的数字化的小型激光振荡传感器系列 （拜见“激光位移传感技能解析：工业激光传感新计划”），完成了从贵重仪器到通用化传感器的跨过。这类小型激光振荡传感器选用相似的激光干与测振规划（见图1榜首部分），本质上是要求两个源于同一光源的相干光束进行叠加干与：其间一路光能够视为本地参阅光，另一路则为实践丈量方针后的回光。光学干与办法不光能够扩大回光的光学信号强度，并且能够经过正交干与的光路规划直接取得回光信号的光学相位，然后完成相位－速度－加速度的相关丈量。
图1：集成光学完成激光多普勒振荡传感器
在详细的产品完成上，挚感光子将激光干与仪的要害光学部件彻底集成到光学芯片里（见图1第二部分），并进一步经过混合集成的方法，将光学芯片、激光器、勘探器器以及勘探用的光学镜头经过一体化的封装集成到一个略等于半个火柴盒巨细的模组里。这一规划不光能够近百倍的减小其体积，一起大大便利了激光振荡传感器的大规划量产，然后能够成10倍的削减其本钱，为激光振荡传感器的广泛使用奠定了根底。除带光学镜头的模组规划外，还完成了带光纤尾纤的规划，使得其在使用场景上愈加灵敏 （见图1第三部分）。图2则在外观上比照了Polytec最小体积工业产线用激光多普勒振荡仪于与挚感光子的激光振荡传感器。
图2：尺度比照：Polyte IVS－500系列激光多普勒振荡仪；
挚感光子MV－G系列激光振荡传感器模块
为适应规划性的各类潜在使用，挚感光子已研宣布不同类型的相关产品：
1）传感模组，
挚感光子的振荡传感器模组作为一个完好的参阅规划，即包含了可定制镜头（或光纤）的一体化光学模组，也包含了配套的驱动电路及内置的相应算法。图3所示的挚感光子Optical Audio Sensing Assembly （OASA）系列远间隔振荡信号传感器模组，该模组装备了适用于远间隔丈量的较大口径光学接口及高速收集电路和算法，可作为远间隔作业的拾音器来收集30米乃至更远间隔处背景象上所反应出的音频振荡信号。其典型的使用是能够集成到现在已遍及布置的城市监控摄像头里，使得各类摄像头具有了能够长途拾音的功用。
图3挚感光子的激光振荡传感器模组及典型使用举例
2）传感器模块
一体化的激光振荡传感器模组能够在低本钱的根底上，以规范传感器模块的方式使用到大规划工业产线上。图4显现了一个典型的传感器规划，小型化的模块上装备有固定的或手动可调的镜头，一切丈量的原始数据直接在模块内处理并经过规范的以太网接口将丈量成果传到主工控机上，多个传感器也能够直接经过以太网交换机进行组网。这些模块化的振荡传感器能够装置在手机产线上，对手机的振荡功用（如振铃振荡马达的质量、或手机屏幕发声功用的质量）进行在线检测。
图4：激光振荡传感器模块及手机产线上使用
3）可快速定制的丈量设备
无论是激光振荡传感器模组仍是组装好的传感器模块，因为其根本测振功用已达到一般设备级的规范，因而也能够经过定制化的规划为客户供给低本钱、高功用的特别振荡丈量设备。图5显现了两种典型的定制化计划：1）选用规范的激光振荡传感器，与高速振镜模块合作在一起，完成具有扫描功用的多功用激光振荡仪；2）选用光纤式模组组合而成的，可多达32通道的多路振荡丈量体系，每路丈量通道都有自己独立的光纤衔接式振荡丈量头，体积小，便利灵敏装备装置方位，特别合适杂乱的多通道、多角度、多丈量点的使用。
图5：定制化设备事例：1）与振镜结合；2）光纤多通道振荡检测
此外，挚感光子的激光振荡传感器还集成了肯定测距的功用，能够在进行高精度测振的情况下，重复不间断的供给间隔信息。
整体说来，挚感光子研制的激光振荡传感器经过抢先的集成光学技能和信号处理技能，完成了从传统高端设备到规划使用的跨过。考虑到消费电子产品，特别是手机／平板电脑类产品的巨大需求和产值，当时的使用将首要面向消费电子自动化产线的大规划使用上，包含现在的半自动化产线和正在晋级改造的全自动产线，侧重在生产流程操控和质量检测为主的各类传感器等详细使用场景。于此一起，在土木工程及其他相关范畴，小型化低本钱化的激光振荡传感器也将逐步脱节仪器检查的使用形式而成为永久性的预设部件。
责任编辑：wv
