[发明专利]一种激光测量内部变化的方法及装置

权利要求书

1.一种激光测量内部变化的方法，其特征在于，实现过程如下：

（1）将装置安放在测量面上，装置的自吸附底座将装置固定在测量面；该装置具体结构如下：光发射模块通过转台固定在支架上，转台在支架的顶部且可三维转动，测量主机连接在支架上并且不影响转台的自由转动，自吸附底座在支架的底部，接收模块内嵌在自吸附底座的底部且接收模块底部和自吸附底座底部平齐；

（2）装置上电，开机自检，光发射模块发射出光束，转台转动使得光束从装置底部移动到无穷远处，接收模块接收信号，测量主机计算出振动波在测量面内传播的平均速度，进行内部校准得到测量函数f(x, y, t, E, v)，装置完成初始化，转台回到原位；

（3）启动测量，转台开始转动到第一个测量角度；

（4）光发射模块发射出光束，光束到达测量面上，在测量面内形成振动波；

（5）接收模块检测信号，若接收到振动波信号，判断振动波信号是否存在背景噪声过强的异常情况；

（6）若振动波信号存在异常情况，则进行接收模块自检；

（7）若接收模块自检不通过，则重新启动接收模块进行检测信号；

（8）若接收模块自检通过，则激活光发射模块，使得光发射模块重新发射光束，产生新的振动波；

（9）若接收到的振动波信号不存在异常情况，则测量主机根据三角函数关系和转台的转角，计算得到此时的光斑坐标（x，y），记录光束发射到接收到振动波信号的时间t，记录接收模块接收到的振动波强度E，根据测量函数f(x, y, t, E, v)计算此时的应变值，并输出应变值；

（10）测量主机计算完成后，判断转台是否转动到边界，若转台尚未达到边界，则测量主机计算转台应转动的转角；

（11）测量主机控制转台转动上述计算得到的转角；

（12）重复上述（4）~（11），直至转台转动到边界，停止测量；

（13）停止测量，转台回到初始位置；

（14）关闭装置。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于：接收模块自检就是接收模块不接收外部信号，而是内部自激励产生一个已知特征参数的信号，然后自接收，然后将接收到的信号进行时域分析得到特征参数，和已知的特征参数进行比较，若误差低于50%则自检通过，反之自检不通过；内部自激励指的是光发射模块的激光光源产生的光束通过分光镜组和光纤分成两束光输出，其中一束光束通过光纤导到接收模块的内部信号激励器，同时内部信号激励器接收此时主机发出的转台转动角度，内部信号激励器根据这束光束和转台转动角度产生一个的特征参数已知的信号给接收模块；自接收是指接收模块的信号接收器接收到内部信号激励器产生的信号。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于：应变的计算，是有一个测量函数f(x, y, t, E,v)，通过采集到的x,y,t,E,v值计算出应变；就是在装置开机自检的时候，会测量出一个平均波速，在后续测量时，由于光发射模块的角度不同，测量主机能够判断出光束在测量面上产生热弹性效应的坐标，就计算出装置到该坐标的距离；由于测量面发生了应变，导致热弹效应产生的振动波传播的时间和速度发生了变化，接收模块接收到的振动波能量也不同，就通过测量函数计算出应变。

4.根据权利要求1的方法，其特征在于：信号正常要看信噪比，信噪比不小于50dB，信号的首波没有掉波，且首波的信号幅度和me^-ad的差值在50%以内；其中d是光束照射在测量面上的光斑的中心到接收器中心的距离，a是声衰减系数，e是自然对数的底数，m是光束在测量面上的光斑产生的振动信号的首波幅值，则为正常信号。

5.根据权利要求4的方法，其特征在于：声衰减系数取0.08db/mm。