基于激光自混合理論,提出了一種雙外腔激光自混合干涉信號分離的方法,以實現(xiàn)兩路微振動的同時測量。用EMD算法對不同頻率的兩路激光自混合信號進(jìn)行分離。以原始信號和各IMF分量的互相關(guān)系數(shù)作為判斷依據(jù),選擇出高頻一路所需的IMF分量。根據(jù)兩路自混合信號具有線性疊加的性質(zhì),原始信號減去高頻一路信號即得低頻一路信號。對分離出的每一路信號進(jìn)行頻譜分析,利用主頻階次判定法實現(xiàn)振幅重構(gòu)。結(jié)果表明,仿真和實驗信號均能有效被分離。 

【文章來源】：激光與紅外. 2020,50(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖1 兩路自混合外腔結(jié)構(gòu)光路圖

仿真數(shù)據(jù)為微弱反饋水平(C?1)的信號。如圖2所示,頻率分別為10 Hz與頻率為300 Hz的SMI信號,以及由這兩路SMI構(gòu)成雙外腔激光混合信號的仿真圖。由圖可以看出,雙外腔自混合干涉信號近似于兩路自混合干涉信號的疊加。對兩路自混合信號進(jìn)行EMD分解,得到由高頻到低頻的13個IMF分量。對IMF分量做互相關(guān)運算,其中相關(guān)系數(shù)越高相關(guān)程度越大。由表1中可看出IMF1分量即為高頻一路的SMI信號。根據(jù)雙外腔自混合信號的線性疊加性,低頻一路的SMI信號為其余12個IMF分量疊加。其分離出的兩路SMI信號如圖3所示。

在EMD相關(guān)計算中,由于分離出的IMF分量均應(yīng)具有局部對稱性,所以需要用極大值和極小值定義的包絡(luò)的局部均值來替換實際的均值。這可以避免由于信號的非平穩(wěn)性所產(chǎn)生的影響,但是也會由于信號的非線性變形而引入一些假頻。這就是圖3(c)和3(d)中存在毛刺的原因。圖3 單路原始自混合信號與雙外腔分離后自 混合信號仿真對比圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]自混合干涉的振動位移重構(gòu)算法及其在管道泄漏檢測中的應(yīng)用[J]. 尹淑欣,段玉波,田茂銘.  化工自動化及儀表. 2018(07)
[2]基于EMD的誤差信號分解[J]. 施夢奇,施希斌,張智,陳博,邱天怡,孫剛.  電氣開關(guān). 2017(06)
[3]基于激光自混合干涉法的微振動測量[J]. 羅會甫,王揚紅,朱煒,陳強(qiáng)華,吳歡,馬斌武,趙振峰.  北京理工大學(xué)學(xué)報. 2017(06)
[4]基于二次反饋激光自混合新型測距方法[J]. 高丙坤,鄭仁謙.  光學(xué)技術(shù). 2017(03)
[5]基于激光自混合干涉技術(shù)和小波變換的齒輪箱故障診斷[J]. 姜春雷,周旭明.  光學(xué)技術(shù). 2017(01)
[6]940nm LD泵浦Yb∶CN 978nm激光器及其二次諧波[J]. 周瑋琦,高龍岳,張艷華,王淵博,李仕明,王斯琦,白沖,崔承坤,葉秀玲,陳永香,張力,李永亮.  激光與紅外. 2016(10)
[7]用雙濾波反饋半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生低延時特征的混沌信號[J]. 盧東,鐘祝強(qiáng),夏光瓊,吳正茂.  光子學(xué)報. 2016(10)
[8]基于激光自混合傳感器的齒輪局部故障振動信號分析[J]. 姜春雷,韓加明.  光學(xué)技術(shù). 2016(04)
[9]兩路反饋外腔自混合干涉信號的相位提取方法[J]. 宦海,郭克倫,張雨,張景柯.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2016(06)
[10]兩路反饋外腔結(jié)構(gòu)激光自混合干涉理論及實驗觀察[J]. 宦海,張雨,盧松,黃凌霄.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2015(06)

博士論文
[1]基于多重反饋自混合干涉的振動測量技術(shù)研究[D]. 姜春雷.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于半導(dǎo)體激光自混合干涉的振動測量研究與應(yīng)用[D]. 黃貞.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014

碩士論文
[1]一種時域希爾伯特變換方法[D]. 劉譯膠.重慶大學(xué) 2016



本文編號：3111257