2、激光多普勒测振技术：原理、应用与发展

激光多普勒测振技术：原理、应用与发展

1. 激光多普勒测振技术简介

激光多普勒测振技术（LDVy）在无法使用加速度计或其他表面接触式传感器进行振动测量的应用中具有独特优势。与触觉传感器不同，激光多普勒测振仪（LDV）可以非接触式地进行测量，测量距离根据测量激光束的聚焦光学系统可从毫米到千米不等。对于那些因高温、旋转、微小、轻质或易碎而难以进行触觉测量的物体，LDV是理想的选择。此外，触觉传感器存在声音或振动耦合到传感器元件的问题，而LDV只要能检测到足够的散射光，其与被测物体之间的光程变化就不存在耦合问题。因此，激光多普勒测振技术在众多领域得到了广泛应用。

1.1 发展历程

• 1960年，Maiman首次展示了激光，此后不久激光多普勒技术便开始被探索。
• 1964年，Yeh和Cummins通过研究流动场，引入激光多普勒技术来测量移动的微观单分散聚苯乙烯球体的速度，这种频率偏移被称为多普勒频移。当时，激光多普勒技术在60年代最流行的应用是多普勒风速测量。
• 1968年，G. A. Massey首次展示了具有扫描功能的外差激光多普勒系统，用于测量和分析振动表面，这标志着激光多普勒测振技术的诞生。
• 20世纪80年代，出现了一些重要的发展，如基于光纤的测振仪、扭转振动测量测振仪和平面内测振仪。
• 90年代，LDVy开始商业化，扫描LDV成为技术系统振动行为实验研究的标准工具。扫描LDV通过逐点扫描测量表面，记录振动并与其他测量点建立相位关系，显示特定频率下的相位和振幅可揭示运行偏转形状（ODS），用于分配振动模式。然而，扫描LDV不适用于测量人体自激振动等瞬态振动现象的ODS，此时需