火災(zāi)爆炸用光學(xué)傳感器測試裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種火災(zāi)爆炸用光學(xué)傳感器測試裝置，包括控制系統(tǒng)、云臺系統(tǒng)、控制箱、驅(qū)動電路、光源、光學(xué)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集電路和計數(shù)電路，所述控制系統(tǒng)通過控制箱與驅(qū)動電路連接，通過控制箱選擇光源光譜和光源強度，驅(qū)動電路驅(qū)動光源發(fā)光，光源發(fā)出的光經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)處理后由待測的傳感器接收，數(shù)據(jù)采集電路接收傳感器響應(yīng)信號并將響應(yīng)信號發(fā)送至控制系統(tǒng)，同時計數(shù)電路也采集傳感器的響應(yīng)信號，通過計數(shù)電路測得傳感器的響應(yīng)時間；所述云臺系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接，待測傳感器設(shè)置于云臺系統(tǒng)上，控制系統(tǒng)控制云臺系統(tǒng)轉(zhuǎn)動，用于獲取云臺系統(tǒng)的角度信息。本發(fā)明能夠準確測試出光光學(xué)傳感器的五大性能參數(shù)。
【專利說明】
火災(zāi)爆炸用光學(xué)傳感器測試裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種測試裝置，具體涉及一種火災(zāi)爆炸用光學(xué)傳感器測試裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)氣體、粉塵火災(zāi)爆炸是我國工業(yè)生產(chǎn)過程面臨的主要危險之一。近年來，發(fā)生了多起氣體、粉塵爆炸事故，造成了巨大的生命財產(chǎn)損失。目前出現(xiàn)了探測火災(zāi)爆炸信息的光學(xué)傳感器，主要包括紅外原理、紫外原理及可見光原理等。但是，缺乏檢測這些傳感器性能參數(shù)的測試試驗裝置，如探測距離、探測角度、響應(yīng)時間、響應(yīng)波段、響應(yīng)光強。本發(fā)明能夠測試火災(zāi)爆炸探測光學(xué)傳感器性能參數(shù)，在國內(nèi)外屬于空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種火災(zāi)爆炸用光學(xué)傳感器測試裝置及方法。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的，一種火災(zāi)爆炸用光學(xué)傳感器測試裝置，包括控制系統(tǒng)、云臺系統(tǒng)、控制箱、驅(qū)動電路、光源、光學(xué)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集電路和計數(shù)電路;所述控制系統(tǒng)通過控制箱與驅(qū)動電路連接，通過控制箱選擇光源光譜和光源強度，驅(qū)動電路驅(qū)動光源發(fā)光，光源發(fā)出的光經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)處理后由待測的光學(xué)傳感器接收，數(shù)據(jù)采集電路接收傳感器響應(yīng)信號并將響應(yīng)信號發(fā)送至控制系統(tǒng)，同時計數(shù)電路也采集光學(xué)傳感器的響應(yīng)信號，通過計數(shù)電路測得光學(xué)傳感器的響應(yīng)時間;所述云臺系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接，待測傳感器設(shè)置于云臺系統(tǒng)上，控制系統(tǒng)控制云臺系統(tǒng)轉(zhuǎn)動，用于獲取云臺系統(tǒng)的角度信息，從而得到傳感器的探測角度信息。
[0005]進一步，所述云臺系統(tǒng)包括云臺、編碼器和計數(shù)器，云臺、編碼器、計數(shù)器、處理系統(tǒng)依次連接;待測光源設(shè)置于云臺上，所述云臺上設(shè)置有步進電機，所述云臺由步進電機帶動旋轉(zhuǎn)，編碼器輸出脈沖信號給計數(shù)器轉(zhuǎn)換為角度信息。
[0006]進一步，傳感器、云臺和電機驅(qū)動器安裝在20m長的導(dǎo)軌滑臺上;光源及其控制箱固定在導(dǎo)軌的Om刻度處。
[0007]本發(fā)明還提供一種火災(zāi)爆炸用光學(xué)傳感器測試，包括以下步驟:
[0008]SI將光學(xué)傳感器試品安裝于導(dǎo)軌滑臺上指定距離，再利用激光尺測量此距離，然后通過激光準直模塊將傳感器和光源中心對準；
[0009]S2將光源波長設(shè)置為光譜I，再逐級提高光強，觀察光學(xué)傳感器試品是否有響應(yīng)，若響應(yīng)則記錄下響應(yīng)時間和響應(yīng)光強；如果光學(xué)傳感器試品對光譜I的所有光強等級均無反應(yīng)，就將波長換至光譜II，依次類推，直到傳感器試品響應(yīng)為止，即可得到傳感器的響應(yīng)波段；
[0010]S3保持光強不變，云臺開始工作，先向右旋轉(zhuǎn)，直至光學(xué)傳感器試品無響應(yīng)為止，記錄下此時的角度信息；然后云臺反轉(zhuǎn)使傳感器回中，對齊光源，云臺向左旋轉(zhuǎn)，直至光學(xué)傳感器試品無響應(yīng)為止，記錄下此時的角度信息；
[0011]S4云臺向下旋轉(zhuǎn)，直至光學(xué)傳感器試品無響應(yīng)為止，記錄下此時的角度信息;然后云臺反轉(zhuǎn)使傳感器回中，對齊光源，云臺向上旋轉(zhuǎn)，直至光學(xué)傳感器試品無響應(yīng)為止，記錄下此時的角度信息。
[0012]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
[0013]本發(fā)明能夠準確測試出紅外光學(xué)傳感器、紫外光學(xué)傳感器、可見光光學(xué)傳感器的五大性能參數(shù)。前向檢測角度范圍:2X [-90°，+90° ]，精度±2° ;檢測距離范圍:[0，20m]，精度± 1mm;檢測響應(yīng)時間范圍[O，1s]，精度± 10ns。本發(fā)明為研發(fā)、生產(chǎn)及檢測爆炸光學(xué)傳感器提供了依據(jù)及統(tǒng)一規(guī)范，對于探測控制工業(yè)氣體粉塵燃燒爆炸事故，提高工業(yè)生產(chǎn)過程的安全性，具有重要的意義。
【附圖說明】
[0014]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述，其中:
[0015]圖1為火災(zāi)爆炸用光學(xué)傳感器測試裝置系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0016]以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述;應(yīng)當理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護范圍。
[0017]如圖1所示，一種火災(zāi)爆炸用光學(xué)傳感器測試裝置，包括控制系統(tǒng)、云臺系統(tǒng)、控制箱、驅(qū)動電路、光源(自帶用于監(jiān)測光強的光功率計)、光學(xué)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集電路和計數(shù)電路，控制系統(tǒng)是該測試裝置的控制中心和數(shù)據(jù)中心。
[0018]所述控制系統(tǒng)通過控制箱與驅(qū)動電路連接，通過控制箱選擇光源光譜和光源強度，驅(qū)動電路驅(qū)動光源發(fā)光，光源發(fā)出的光經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)處理后由待測的傳感器接收，數(shù)據(jù)采集電路接收傳感器響應(yīng)信號并將響應(yīng)信號發(fā)送至控制系統(tǒng)，同時計數(shù)電路也采集傳感器的響應(yīng)信號，通過計數(shù)電路測得傳感器的響應(yīng)時間。
[0019]所述云臺系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接，待測傳感器設(shè)置于云臺系統(tǒng)上，控制系統(tǒng)控制云臺系統(tǒng)轉(zhuǎn)動，用于獲取云臺系統(tǒng)的角度信息。
[0020]進一步，所述云臺系統(tǒng)包括云臺、編碼器和計數(shù)器，云臺、編碼器、計數(shù)器、處理系統(tǒng)依次連接;待測光源設(shè)置于云臺上，所述云臺上設(shè)置有步進電機，所述云臺由步進電機帶動旋轉(zhuǎn)，編碼器輸出脈沖信號給計數(shù)器轉(zhuǎn)換為角度信息。
[0021]進一步，傳感器、云臺系統(tǒng)安裝在20m長的導(dǎo)軌滑臺上；光源及其控制箱固定在導(dǎo)軌的Om刻度處。
[0022]在本實施例中，數(shù)據(jù)采集電路在采集傳感器響應(yīng)信號前先經(jīng)I/V，A/D轉(zhuǎn)換器處理。
[0023]表征各類火災(zāi)爆炸探測光學(xué)傳感器的主要參數(shù)為探測距離、探測角度、響應(yīng)時間、響應(yīng)波段、響應(yīng)光強，目前缺乏檢測測試這些參數(shù)的科學(xué)方法及儀器。本發(fā)明能夠準確測試出紅外光學(xué)傳感器、紫外光學(xué)傳感器、可見光光學(xué)傳感器的五大性能參數(shù)，這在國內(nèi)外都屬于空白。前向檢測角度范圍:2X [-90°，+90。]，精度±2° ;檢測距離范圍:[0,20m]，精度±1mm;檢測響應(yīng)時間范圍[O，1s]，精度± 10ns。
[0024]本發(fā)明為研發(fā)、生產(chǎn)及檢測爆炸光學(xué)傳感器提供了依據(jù)及統(tǒng)一規(guī)范，對于探測控制工業(yè)氣體粉塵燃燒爆炸事故，提高工業(yè)生產(chǎn)過程的安全性，具有重要的意義。
[0025]—種火災(zāi)爆炸用光學(xué)傳感器測試，將光學(xué)傳感器試品安裝于導(dǎo)軌滑臺上指定距離，再利用激光尺精確測量此距離(以保證誤差在±10mm之內(nèi))，然后通過激光準直模塊將傳感器和光源中心對準。將光源波長設(shè)置為光譜I，再逐級提高光強(每級延時5ms)，觀察光學(xué)傳感器試品是否有響應(yīng)，若響應(yīng)則記錄下響應(yīng)時間和響應(yīng)光強。如果光學(xué)傳感器試品對光譜I的所有光強等級均無反應(yīng)，就將波長換至光譜II，依次類推，直到光學(xué)傳感器試品響應(yīng)為止，即可得到傳感器的響應(yīng)波段。為減小測試誤差率，當光學(xué)傳感器試品響應(yīng)之后，在相應(yīng)光強附近檔位反復(fù)測試若干次，確保該值為真實響應(yīng)值。保持光強不變，云臺開始工作，先向右旋轉(zhuǎn)，直至光學(xué)傳感器試品無響應(yīng)為止，記錄下此時的角度信息；然后云臺反轉(zhuǎn)使光學(xué)傳感器回中，對齊光源，測左側(cè)的可視角度。俯仰角度的測試與之相同。為減小測試誤差率，當光學(xué)傳感器試品響應(yīng)消失之后，在相應(yīng)角度附近檔位反復(fù)測試若干次，確保該值為真實響應(yīng)值。如此測得傳感器在該距離下的響應(yīng)時間、響應(yīng)光強、測試波段、可視角度，將數(shù)據(jù)存儲到表格。待測完所有距離下的數(shù)據(jù)后，整理為圖表，打印輸出。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種火災(zāi)爆炸用光學(xué)傳感器測試裝置，其特征在于:包括控制系統(tǒng)、云臺系統(tǒng)、控制箱、驅(qū)動電路、光源、光學(xué)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集電路和計數(shù)電路;所述控制系統(tǒng)通過控制箱與驅(qū)動電路連接，通過控制箱選擇光源光譜和光源強度，驅(qū)動電路驅(qū)動光源發(fā)光，光源發(fā)出的光經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)處理后由待測的光學(xué)傳感器接收，數(shù)據(jù)采集電路接收傳感器響應(yīng)信號并將響應(yīng)信號發(fā)送至控制系統(tǒng)，同時計數(shù)電路也采集光學(xué)傳感器的響應(yīng)信號，通過計數(shù)電路測得光學(xué)傳感器的響應(yīng)時間;所述云臺系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接，待測傳感器設(shè)置于云臺系統(tǒng)上，控制系統(tǒng)控制云臺系統(tǒng)轉(zhuǎn)動，用于獲取云臺系統(tǒng)的角度信息，從而得到傳感器的探測角度信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火災(zāi)爆炸用光學(xué)傳感器測試裝置，其特征在于:所述云臺系統(tǒng)包括云臺、編碼器和計數(shù)器，云臺、編碼器、計數(shù)器、處理系統(tǒng)依次連接;待測光源設(shè)置于云臺上，所述云臺上設(shè)置有步進電機，所述云臺由步進電機帶動旋轉(zhuǎn)，編碼器輸出脈沖信號給計數(shù)器轉(zhuǎn)換為角度信息。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的火災(zāi)爆炸用光學(xué)傳感器測試裝置，其特征在于:傳感器、云臺和電機驅(qū)動器安裝在20m長的導(dǎo)軌滑臺上;光源及其控制箱固定在導(dǎo)軌的Om刻度處。4.一種火災(zāi)爆炸用光學(xué)傳感器測試，其特征在于:包括以下步驟: SI將光學(xué)傳感器試品安裝于導(dǎo)軌滑臺上指定距離，再利用激光尺測量此距離，然后通過激光準直模塊將傳感器和光源中心對準； S2將光源波長設(shè)置為光譜I，再逐級提高光強，觀察光學(xué)傳感器試品是否有響應(yīng)，若響應(yīng)則記錄下響應(yīng)時間和響應(yīng)光強;如果光學(xué)傳感器試品對光譜I的所有光強等級均無反應(yīng)，就將波長換至光譜II，依次類推，直到傳感器試品響應(yīng)為止，即可得到傳感器的響應(yīng)波段； S3保持光強不變，云臺開始工作，先向右旋轉(zhuǎn)，直至光學(xué)傳感器試品無響應(yīng)為止，記錄下此時的角度信息；然后云臺反轉(zhuǎn)使傳感器回中，對齊光源，云臺向左旋轉(zhuǎn)，直至光學(xué)傳感器試品無響應(yīng)為止，記錄下此時的角度信息； S4云臺向下旋轉(zhuǎn)，直至光學(xué)傳感器試品無響應(yīng)為止，記錄下此時的角度信息；然后云臺反轉(zhuǎn)使傳感器回中，對齊光源，云臺向上旋轉(zhuǎn)，直至光學(xué)傳感器試品無響應(yīng)為止，記錄下此時的角度信息。
【文檔編號】G01D18/00GK105841733SQ201610235751
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月15日
【發(fā)明人】薛少謙, 司榮軍, 馬忠斌, 樊小濤, 黃子超
【申請人】中煤科工集團重慶研究院有限公司