[发明专利]一种机械振动频率可视化测量装置及其方法

权利要求书

1.一种机械振动频率可视化测量装置，其特征在于，包括依次连接的光学镜头(1)、光强变化感知模块(2)、数据处理模块(3)以及显示模块(4)，所述光强变化感知模块(2)、数据处理模块(3)和显示模块(4)分别连接至直流电源(5)，所述光学镜头(1)用于将物体表面的反射光传输给光强变化感知模块(2)；

所述光强变化感知模块(2)根据物体表面的反射光，输出物体表面对应的光强变化矩阵给数据处理模块(3)；

所述数据处理模块(3)用于对光强变化矩阵进行解码处理，以得到物体表面对应的振动频率值；

所述显示模块(4)按照RGB值与振动频率值的对应关系，将物体表面的振动频率以彩色图像的方式进行显示；

所述直流电源(5)用于分别提供电能给光强变化感知模块(2)、数据处理模块(3)以及显示模块(4)。

2.根据权利要求1所述的一种机械振动频率可视化测量装置，其特征在于，所述数据处理模块(3)通过通信模块(6)分别与光强变化感知模块(2)、显示模块(4)连接。

3.根据权利要求2所述的一种机械振动频率可视化测量装置，其特征在于，所述通信模块(6)采用USB协议或TCP/IP协议。

4.根据权利要求1所述的一种机械振动频率可视化测量装置，其特征在于，所述数据处理模块(3)连接有存储模块(7)，所述存储模块(7)用于存储数据处理模块(3)输出的所有数据。

5.根据权利要求4所述的一种机械振动频率可视化测量装置，其特征在于，所述存储模块(7)具体为SD存储卡。

6.根据权利要求1所述的一种机械振动频率可视化测量装置，其特征在于，所述光强变化感知模块(2)包含多个像素感知单元，每个像素感知单元对应于物体表面的一个区域。

7.根据权利要求6所述的一种机械振动频率可视化测量装置，其特征在于，所述光强变化感知模块(2)具体为CeleX-V感光器件。

8.一种应用如权利要求4所述装置的机械振动频率可视化测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、光学镜头将物体表面的反射光传输至光强变化感知模块；

S2、光强变化感知模块根据物体表面的反射光，输出物体表面对应的光强变化矩阵，该光强变化矩阵包含多个对应于物体表面不同区域的光强变化数据；

S3、数据处理模块对接收的光强变化矩阵进行解码，得到对应的频率矩阵，该频率矩阵包含多个对应于物体表面不同区域的振动频率值；

S4、存储模块接收并存储光强变化矩阵及对应的频率矩阵；

S5、按照RGB值与振动频率值的对应关系，显示模块将接收的频率矩阵转换为对应的彩色图像进行显示。

9.根据权利要求8所述的一种机械振动频率可视化测量方法，其特征在于，所述光强变化数据具体为：

a(x，y)＝(x，y，Polarity，Timestamp)

其中，a(x，y)为物体表面像素坐标为(x，y)的区域所对应的光强变化数据，x为像素横坐标，y为像素纵坐标，Polarity为光强极性，Polarity为0时，表示光强由强变弱，Polarity为1时，表示光强由弱变强，Timestamp为光强变化发生的时间戳。

10.根据权利要求9所述的一种机械振动频率可视化测量方法，其特征在于，所述振动频率值具体为：

ΔT_i，j＝Timestamp_i-Timestamp_j

其中，f(x，y)为物体表面像素坐标为(x，y)的区域所对应的振动频率值，Sum为ΔT_i，j时间内光强变化发生的次数，Timestamp_i和Timestamp_j分别为光强变化发生的第i个时间戳和第j个时间戳，具体的，在ΔT_i，j时间内，从时间戳Timestamp_i开始，每检测到光强极性发生一次变化，则Sum的数值就累加1，直至到达时间戳Timestamp_j结束。