1994 Fiscal Year Annual Research Report
自己混合型ファイバ付き半導体レーザドップラー方式多点同時計測用小型振動計
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05650386
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| Research Institution | SHIZUOKA UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
篠原 茂信 静岡大学, 工学部, 教授 (80022234)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 弘昭 静岡大学, 工学部, 教授 (10202897)
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| Keywords | 自己混合 / 半導体レーザ / レーザドップラー振動計 / 光ファイバ / 速度方向判別回路 / 変位 / 鋸波 |
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| Research Abstract |
(1)変位波形の直接ディジタル化回路の動作確認:半導体レーザからの直接出射光ビームを振動スピーカ表面に照射して得られたドップラービ-ト波形を直接ディジタル化回路に入力して、一波ごとにパルスを発生させ、この数を速度方向判別回路の出力に従って加算又は減算することで、振動変位の時間変化を光の波長の1/2(0.39μm)を単位として測定できることを確認した。
(2)測定変位振幅の精度確認:加振器を200Hzの正弦波電圧で駆動し、10μm〜140μmの変位振幅をディジタル回路で測定した場合、測定値は理論値及び市販のレーザドップラー振動計による実測値と数%以内で一致した。但し、この結果はのこぎり波が鮮明な場合であり、不鮮明になるにつれて、実測値は理論値の40%〜90%に低下した。
(3)振動計の性能確認:測定可能振動周波数範囲は7.6Hz〜40kHz、速度範囲は6.7mm/s〜163mm/s、変位振幅の上限は10Hzで1200μm、500Hzで40μmであり、変位振幅下限は4μm程度であった。ファイバ付き半導体レーザを用いた場合には、常にビ-ト波形の鋸歯状の波形が鈍くなるので、測定範囲はかなり制限され、変位振幅の実測値は理論値の50%程度に低下した。なお、変位波形から速度波形更に加速度波形を得て、各波形の周波数スペクトルをFFT処理で計算することができた。
(4)2点振動同時測定:ファイバ付き半導体レーザディジタル振動計を2台用い、2本の光ビームをラウドスピーカの表面に同時に照射し、2点の変位振動波形を同時に測定した。その結果をFFTによって周波数分析し、振動スペクトルと各スペクトル間の位相差を求めた。
(5)雨滴除去ミラーの振動測定:ミラーは超音波振動子で周波数掃引されており、共振周波数の42.97kHzで0.6〜0.8μmの変位振幅、175mm/sの最高速度を測定できた。しかし、ファイバ付きのLDの場合には測定不可能であった。
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[Publications] M.Toyoshima s.shinohara,et al.: "Novel.Method.of Digital Displacement Measurement for Vibrating Object Using Self-Mixing Type LDV" Proc.of 32nd SICEAnnual Conf.Intl.Session. 1021-1024 (1993)
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[Publications] M.Toyoshima T.Ohashi,S.Shinohara et al.: "New Digital Displacement Measuring Circuit for Aperiodic Vibration Using Self-Mixing Type LDV" Proc.of Instru.and Measur.Techno.Conf.(IMTC/94). 336-339 (1994)
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[Publications] M.Toyoshima,S.Shinohara et al.: "Vibrational Phase Analysis of Multipoints on Vibrating Object Using Laser-Diode Displacement" Digest of Precision Electromagnetic Measutement(CPEM′94). 447-448 (1994)
