基于线阵相机和位感条纹的三维振动位移测量装置与方法 .pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN109357621A

(43)申请公布日2019.02.19

(21)申请号CN201811502263.7

(22)申请日2018.12.10

(71)申请人福州大学

地址350108福建省福州市闽侯县上街镇福州大学城学院路2号福州大学新区

(72)发明人钟剑锋钟舜聪张秋坤

(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司

代理人蔡学俊

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

基于线阵相机和位感条纹的三维振

动位移测量装置与方法

(57)摘要

本发明涉及一种基于线阵相机和位

感条纹的三维振动位移测量装置与方法。

该装置包括位感条纹、线阵相机、数据线

和计算机。该方法包括以下步骤：在振动

结构测量位置粘贴贴片式位感条纹或者喷

涂位感条纹，调整好线阵相机的成像位

置，使位感条纹中心成像于线阵传感器

中；结构表面的位感条纹随着结构振动，

在线阵传感器中成像的条纹信号也随之变

化，振动过程中采用线阵相机对条纹信号

进行连续成像，再将采集到的条纹序列通

过数据线传输至计算机；最后采用条纹序

列处理软件模块对条纹序列进行处理，并

运用提出的三维位移计算公式计算结构三

维振动位移信息。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种基于线阵相机和位感条纹的三维振动位移测量装置，其特征在于，包括

一位感条纹，位于被测振动结构表面，用以感知被测振动结构的三维空间位移信息；

一线阵相机，用以对所述被测振动结构表面的位感条纹进行图像采集与记录，并将

采集到的条纹序列信号通过数据线传输至计算机；

一数据线，用以线阵相机与计算机之间的通讯、控制与数据传输；

一计算机，用以对所述线阵相机进行控制，并对传输到计算机的条纹序列信号进行

实时处理，提取被测振动结构的三维振动信息；

一条纹序列处理软件模块，设置于所述计算机中，用以对所述的条纹序列信号进行

处理，计算被测振动结构的三维振动信号。

2.根据权利要求1所述的基于线阵相机和位感条纹的三维振动位移测量装置，其特

征在于，所述位感条纹为轻质贴片，其朝向线阵相机的一面为正弦条纹图像组，其

朝向被测振动结构表面的一面为粘性层，以粘贴于被测振动结构表面；或所述位感

条纹可直接喷涂于被测振动结构表面，其朝向线阵相机的一面为正弦条纹图像组；

所述正弦条纹图像组包括三组正弦条纹，且三组正弦条纹周期相同，每组正弦条纹

沿长度方向条纹密度不变；或所述正弦条纹图像组包括三组正弦条纹，且左右两组

正弦条纹为竖直平行条纹，中间组正弦条纹组与左右两组正弦条纹成预定角度；或

所述正弦条纹图像组包括三组正弦条纹，且三组正弦条纹沿长度方向的条纹密度和

条纹长度都相同。

3.根据权利要求1所述的基于线阵相机和位感条纹的三维振动位移测量装置，其特

征在于，所述线阵相机对位感条纹进行拍摄时其成像光轴与位感条纹平面垂直，且

使位感条纹中心成像于线阵相机。

4.根据权利要求1所述的基于线阵相机和位感条纹的三维振动位移测量装置，其特

征在于，所述条纹序列信号中的每一条纹信号均由三组条纹组成，通过母正弦条纹

信号与条纹信号进行卷积运算，从每组条纹卷积序列的左、中、右三个最大峰值坐

标确定同一条纹序列中每个条纹组的中心位置。

5.根据权利要求4所述的基于线阵相机和位感条纹的三维振动位移测量装置，其特

征在于，所述条纹信号左右两侧的条纹组中心距离将随着被测振动结构沿成像光轴

方向的振动位移变化而变化，通过该距离变化即可求出被测振动结构沿成像光轴方

向的位移信息；所述条纹信号的中间条纹组与左侧条纹组的中心距离将随着被测振

动结构竖直方向的振动位移而变化，该中心距离与左右两侧条纹组中心距离的比值

只与竖直方向的位移有关，通过求解中心距离比值即可获得被测振动结构竖直方向

的振动位移信息；所述条纹信号左