火災爆炸用光學傳感器測試裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種火災爆炸用光學傳感器測試裝置，包括控制系統、云臺系統、控制箱、驅動電路、光源、光學系統、數據采集電路和計數電路，所述控制系統通過控制箱與驅動電路連接，通過控制箱選擇光源光譜和光源強度，驅動電路驅動光源發光，光源發出的光經光學系統處理后由待測的傳感器接收，數據采集電路接收傳感器響應信號并將響應信號發送至控制系統，同時計數電路也采集傳感器的響應信號，通過計數電路測得傳感器的響應時間；所述云臺系統與控制系統連接，待測傳感器設置于云臺系統上，控制系統控制云臺系統轉動，用于獲取云臺系統的角度信息。本發明能夠準確測試出光光學傳感器的五大性能參數。
【專利說明】
火災爆炸用光學傳感器測試裝置及方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種測試裝置，具體涉及一種火災爆炸用光學傳感器測試裝置及方法。
【背景技術】
[0002]工業氣體、粉塵火災爆炸是我國工業生產過程面臨的主要危險之一。近年來，發生了多起氣體、粉塵爆炸事故，造成了巨大的生命財產損失。目前出現了探測火災爆炸信息的光學傳感器，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的測試試驗裝置，如探測距離、探測角度、響應時間、響應波段、響應光強。本發明能夠測試火災爆炸探測光學傳感器性能參數，在國內外屬于空白。
【發明內容】
[0003]有鑒于此，本發明所要解決的技術問題是針對現有技術現狀，本發明提供一種火災爆炸用光學傳感器測試裝置及方法。
[0004]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的，一種火災爆炸用光學傳感器測試裝置，包括控制系統、云臺系統、控制箱、驅動電路、光源、光學系統、數據采集電路和計數電路;所述控制系統通過控制箱與驅動電路連接，通過控制箱選擇光源光譜和光源強度，驅動電路驅動光源發光，光源發出的光經光學系統處理后由待測的光學傳感器接收，數據采集電路接收傳感器響應信號并將響應信號發送至控制系統，同時計數電路也采集光學傳感器的響應信號，通過計數電路測得光學傳感器的響應時間;所述云臺系統與控制系統連接，待測傳感器設置于云臺系統上，控制系統控制云臺系統轉動，用于獲取云臺系統的角度信息，從而得到傳感器的探測角度信息。
[0005]進一步，所述云臺系統包括云臺、編碼器和計數器，云臺、編碼器、計數器、處理系統依次連接;待測光源設置于云臺上，所述云臺上設置有步進電機，所述云臺由步進電機帶動旋轉，編碼器輸出脈沖信號給計數器轉換為角度信息。
[0006]進一步，傳感器、云臺和電機驅動器安裝在20m長的導軌滑臺上;光源及其控制箱固定在導軌的Om刻度處。
[0007]本發明還提供一種火災爆炸用光學傳感器測試，包括以下步驟:
[0008]SI將光學傳感器試品安裝于導軌滑臺上指定距離，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將光源波長設置為光譜I，再逐級提高光強，觀察光學傳感器試品是否有響應，若響應則記錄下響應時間和響應光強；如果光學傳感器試品對光譜I的所有光強等級均無反應，就將波長換至光譜II，依次類推，直到傳感器試品響應為止，即可得到傳感器的響應波段；
[0010]S3保持光強不變，云臺開始工作，先向右旋轉，直至光學傳感器試品無響應為止，記錄下此時的角度信息；然后云臺反轉使傳感器回中，對齊光源，云臺向左旋轉，直至光學傳感器試品無響應為止，記錄下此時的角度信息；
[0011]S4云臺向下旋轉，直至光學傳感器試品無響應為止，記錄下此時的角度信息;然后云臺反轉使傳感器回中，對齊光源，云臺向上旋轉，直至光學傳感器試品無響應為止，記錄下此時的角度信息。
[0012]本發明的有益技術效果是:
[0013]本發明能夠準確測試出紅外光學傳感器、紫外光學傳感器、可見光光學傳感器的五大性能參數。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;檢測響應時間范圍[O，1s]，精度± 10ns。本發明為研發、生產及檢測爆炸光學傳感器提供了依據及統一規范，對于探測控制工業氣體粉塵燃燒爆炸事故，提高工業生產過程的安全性，具有重要的意義。
【附圖說明】
[0014]為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中:
[0015]圖1為火災爆炸用光學傳感器測試裝置系統框圖。
【具體實施方式】
[0016]以下將結合附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述;應當理解，優選實施例僅為了說明本發明，而不是為了限制本發明的保護范圍。
[0017]如圖1所示，一種火災爆炸用光學傳感器測試裝置，包括控制系統、云臺系統、控制箱、驅動電路、光源(自帶用于監測光強的光功率計)、光學系統、數據采集電路和計數電路，控制系統是該測試裝置的控制中心和數據中心。
[0018]所述控制系統通過控制箱與驅動電路連接，通過控制箱選擇光源光譜和光源強度，驅動電路驅動光源發光，光源發出的光經光學系統處理后由待測的傳感器接收，數據采集電路接收傳感器響應信號并將響應信號發送至控制系統，同時計數電路也采集傳感器的響應信號，通過計數電路測得傳感器的響應時間。
[0019]所述云臺系統與控制系統連接，待測傳感器設置于云臺系統上，控制系統控制云臺系統轉動，用于獲取云臺系統的角度信息。
[0020]進一步，所述云臺系統包括云臺、編碼器和計數器，云臺、編碼器、計數器、處理系統依次連接;待測光源設置于云臺上，所述云臺上設置有步進電機，所述云臺由步進電機帶動旋轉，編碼器輸出脈沖信號給計數器轉換為角度信息。
[0021]進一步，傳感器、云臺系統安裝在20m長的導軌滑臺上；光源及其控制箱固定在導軌的Om刻度處。
[0022]在本實施例中，數據采集電路在采集傳感器響應信號前先經I/V，A/D轉換器處理。
[0023]表征各類火災爆炸探測光學傳感器的主要參數為探測距離、探測角度、響應時間、響應波段、響應光強，目前缺乏檢測測試這些參數的科學方法及儀器。本發明能夠準確測試出紅外光學傳感器、紫外光學傳感器、可見光光學傳感器的五大性能參數，這在國內外都屬于空白。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;檢測響應時間范圍[O，1s]，精度± 10ns。
[0024]本發明為研發、生產及檢測爆炸光學傳感器提供了依據及統一規范，對于探測控制工業氣體粉塵燃燒爆炸事故，提高工業生產過程的安全性，具有重要的意義。
[0025]—種火災爆炸用光學傳感器測試，將光學傳感器試品安裝于導軌滑臺上指定距離，再利用激光尺精確測量此距離(以保證誤差在±10mm之內)，然后通過激光準直模塊將傳感器和光源中心對準。將光源波長設置為光譜I，再逐級提高光強(每級延時5ms)，觀察光學傳感器試品是否有響應，若響應則記錄下響應時間和響應光強。如果光學傳感器試品對光譜I的所有光強等級均無反應，就將波長換至光譜II，依次類推，直到光學傳感器試品響應為止，即可得到傳感器的響應波段。為減小測試誤差率，當光學傳感器試品響應之后，在相應光強附近檔位反復測試若干次，確保該值為真實響應值。保持光強不變，云臺開始工作，先向右旋轉，直至光學傳感器試品無響應為止，記錄下此時的角度信息；然后云臺反轉使光學傳感器回中，對齊光源，測左側的可視角度。俯仰角度的測試與之相同。為減小測試誤差率，當光學傳感器試品響應消失之后，在相應角度附近檔位反復測試若干次，確保該值為真實響應值。如此測得傳感器在該距離下的響應時間、響應光強、測試波段、可視角度，將數據存儲到表格。待測完所有距離下的數據后，整理為圖表，打印輸出。
[0026]以上所述僅為本發明的優選實施例，并不用于限制本發明，顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
【主權項】
1.一種火災爆炸用光學傳感器測試裝置，其特征在于:包括控制系統、云臺系統、控制箱、驅動電路、光源、光學系統、數據采集電路和計數電路;所述控制系統通過控制箱與驅動電路連接，通過控制箱選擇光源光譜和光源強度，驅動電路驅動光源發光，光源發出的光經光學系統處理后由待測的光學傳感器接收，數據采集電路接收傳感器響應信號并將響應信號發送至控制系統，同時計數電路也采集光學傳感器的響應信號，通過計數電路測得光學傳感器的響應時間;所述云臺系統與控制系統連接，待測傳感器設置于云臺系統上，控制系統控制云臺系統轉動，用于獲取云臺系統的角度信息，從而得到傳感器的探測角度信息。2.根據權利要求1所述的火災爆炸用光學傳感器測試裝置，其特征在于:所述云臺系統包括云臺、編碼器和計數器，云臺、編碼器、計數器、處理系統依次連接;待測光源設置于云臺上，所述云臺上設置有步進電機，所述云臺由步進電機帶動旋轉，編碼器輸出脈沖信號給計數器轉換為角度信息。3.根據權利要求2所述的火災爆炸用光學傳感器測試裝置，其特征在于:傳感器、云臺和電機驅動器安裝在20m長的導軌滑臺上;光源及其控制箱固定在導軌的Om刻度處。4.一種火災爆炸用光學傳感器測試，其特征在于:包括以下步驟: SI將光學傳感器試品安裝于導軌滑臺上指定距離，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將光源波長設置為光譜I，再逐級提高光強，觀察光學傳感器試品是否有響應，若響應則記錄下響應時間和響應光強;如果光學傳感器試品對光譜I的所有光強等級均無反應，就將波長換至光譜II，依次類推，直到傳感器試品響應為止，即可得到傳感器的響應波段； S3保持光強不變，云臺開始工作，先向右旋轉，直至光學傳感器試品無響應為止，記錄下此時的角度信息；然后云臺反轉使傳感器回中，對齊光源，云臺向左旋轉，直至光學傳感器試品無響應為止，記錄下此時的角度信息； S4云臺向下旋轉，直至光學傳感器試品無響應為止，記錄下此時的角度信息；然后云臺反轉使傳感器回中，對齊光源，云臺向上旋轉，直至光學傳感器試品無響應為止，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