Kendinden-Karışım Lazer Diyot Sistemi ile Hedef Hareket Şeklinin Tekrar Yapılandırılması

Abstract

In this study a reliable self-mixing laser vibration sensor, that can be operated efficiently in any industrial application, has been developed, tested and verified both numerically and experimentally. The sensor interface card is manufactured to operate consistently with a 100mW NIR laser diode. In view of that, a signal processing algorithm based on phase unwrapping and optimization is written on MATLAB. Numerical model of self-mixing interference is simulated to obtain input parameters for adjusting intensity of laser diode and target's distance in the experimental study. The results are compared with piezoelectric accelerometer sensor to check the consistency and reliability of self mixing diode laser system. The difference between results ranges from 50nm to 100nm, which provides very accurate, simple and economic vibration measurements. If phase shifts in piezoelectric accelerometer sensor could be prevented, results may be improved to 10nm

Özet

Bu çalışmada, endüstriyel uygulamalarda kullanılabilecek güvenilir bir kendinden-karışım lazer titreşim sensörü geliştirilerek hem sayısal hem de deneysel olarak test edilmiştir. Sensör arayüz kartı, 100mW yakın kızıl ötesi lazer diyot ile çalışabilecek şekilde üretilmiştir. Sinyal işleme algoritması, faz bilgisinin açılması ve optimizasyon üzerine olup MATLAB kullanılarak yazılmıştır. Deneysel çalışma için başlangıç aşamasında belirlenmesi gereken lazer diyot gücü ve hedefle mesafe bilgisi, kendinden-karışım sensörünün sayısal modelinden çıkarılmıştır. Deneysel sonuçların doğruluğu için piezoelektrik ivme ölçer ile karşılaştırma yapılmıştır. Sonuçlar arasındaki farkın 50nm ile 100nm arasında değiştiği gözlemlenmiştir. Karşılaştırma yapılan sinyallerin arasındaki küçük frekans farklılığının minimum olduğu noktalarda aradaki farkın 10nm'ye kadar düştüğü belirlenmiştir.Düşük maliyetli ve basit yapısı ile yüksek doğruluk sağlayan bir titreşim sensor geliştirilmiştir