恒速直线连续面扫描激光多普勒测振方法

介绍了一种恒速直线面扫描方式下的连续扫描激光多普勒测振(Continuous scanning laser Doppler vibrometry,CSLDV)方法。该方法在扫描多普勒测振系统的基础上,通过控制激光头两个相互垂直的扫描镜连续恒速运动实现激光点在被测平面连续扫描测试。本文阐述了恒速直线面扫描连续激光多普勒测振的基本理论,以及测试信号处理过程中的延迟去除和振型解调中的滤波器选择、坐标变换等内容,并以平板结构为例完成了连续激光多普勒测振实验及数据分析方法的验证,采用最小化虚部振型的方法解调了测试工作变形。结果表明,由恒速直线面扫描测试获得的工作变形与相应模态振型十分接近,可以作为空间分辨率很高的振型测试数据。连续扫描激光多普勒测振技术是一种高分辨率振型测试的高效方法,具有十分重要的应用价值。

基于连续正弦速度扫描方式的激光多普勒测振技术

本文针对逐点扫描激光多普勒非接触测振技术只能进行离散空间域振动测试的缺陷,研究了基于连续正弦速度扫描方式的激光多普勒测振新技术,实现了连续空间域的振动测试。并以简支梁为测试对象,进行了实验验证。实验结果表明:应用连续扫描激光多普勒测振技术与扫描激光多普勒测振技术获取的模态振型匹配一致,而且前者在测试时间、测试数据量及空间分辨率上都优于后者。

光学相干层析成像技术在中耳内耳研究中的应用

听觉系统由外耳、中耳、内耳及听觉中枢等组成,具有精密的复杂结构。对于中、内耳的测量技术分辨率越高,越有利于识别中耳和内耳的空间结构以及研究其工作原理。耳科学中常见的成像及测振方法包括:①激光多普勒测振(laser doppler vibrometry,LDV),LDV的发展为测量鼓膜振动带来新的希望,可以在非侵入的条件下对鼓膜表面进行测量,且能够识别受试者的听骨链病变情况[1];②频闪全息术(stroboscopic holography,SH)用以测量鼓膜的振动幅值与相位,从而得以观察到整个鼓膜三维表面的振动,克服了LDV仅限于表面且全范围测量耗时过长的缺点[2],但频闪全息术无法获取内部形态结构,缺乏空间信息;③计算机断层扫描(computed tomography,CT)与核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI),得益于它们穿透力强的特点,目前临床上以CT和MRI作为听觉系统相关疾病的主要诊疗手段,但CT与MRI的空间分辨率为500μm左右,无法达到内耳微观结构的检测极限,所以它们均不具备识别耳蜗微观结构的能力[3];④超声技术(ultrasonic technology,UT),超声成像也可用于耳蜗成像,其分辨率达100~500μm,增加频率可以提高分辨率,但会降低穿透能力[4]。

基于SLDV技术的薄壁机匣三维全场模态测试方法

提出了基于扫描式激光多普勒测振(SLDV)技术的薄壁机匣模态测试方法,实现了薄壁机匣的三维全场振动测试。基于LDV(laser Doppler vibrometry)测试原理,建立了机匣结构分片三维激光测量方法和拼接技术,实现了三维激光测试数据的处理,准确识别出了机匣的各阶模态参数,并与传统加速度传感器获取的测试结果进行了相关性分析。分析结果显示:两种测试结果的模态振型NCO(normalized cross orthogonality)值均在0.9左右,频差较小,验证了薄壁机匣扫描式激光多普勒三维全场测试的可行性和优越性。