火灾爆炸用光学传感器测试装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种火灾爆炸用光学传感器测试装置，包括控制系统、云台系统、控制箱、驱动电路、光源、光学系统、数据采集电路和计数电路，所述控制系统通过控制箱与驱动电路连接，通过控制箱选择光源光谱和光源强度，驱动电路驱动光源发光，光源发出的光经光学系统处理后由待测的传感器接收，数据采集电路接收传感器响应信号并将响应信号发送至控制系统，同时计数电路也采集传感器的响应信号，通过计数电路测得传感器的响应时间；所述云台系统与控制系统连接，待测传感器设置于云台系统上，控制系统控制云台系统转动，用于获取云台系统的角度信息。本发明能够准确测试出光光学传感器的五大性能参数。
【专利说明】
火灾爆炸用光学传感器测试装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种测试装置，具体涉及一种火灾爆炸用光学传感器测试装置及方法。
【背景技术】
[0002]工业气体、粉尘火灾爆炸是我国工业生产过程面临的主要危险之一。近年来，发生了多起气体、粉尘爆炸事故，造成了巨大的生命财产损失。目前出现了探测火灾爆炸信息的光学传感器，主要包括红外原理、紫外原理及可见光原理等。但是，缺乏检测这些传感器性能参数的测试试验装置，如探测距离、探测角度、响应时间、响应波段、响应光强。本发明能够测试火灾爆炸探测光学传感器性能参数，在国内外属于空白。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是针对现有技术现状，本发明提供一种火灾爆炸用光学传感器测试装置及方法。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的，一种火灾爆炸用光学传感器测试装置，包括控制系统、云台系统、控制箱、驱动电路、光源、光学系统、数据采集电路和计数电路;所述控制系统通过控制箱与驱动电路连接，通过控制箱选择光源光谱和光源强度，驱动电路驱动光源发光，光源发出的光经光学系统处理后由待测的光学传感器接收，数据采集电路接收传感器响应信号并将响应信号发送至控制系统，同时计数电路也采集光学传感器的响应信号，通过计数电路测得光学传感器的响应时间;所述云台系统与控制系统连接，待测传感器设置于云台系统上，控制系统控制云台系统转动，用于获取云台系统的角度信息，从而得到传感器的探测角度信息。
[0005]进一步，所述云台系统包括云台、编码器和计数器，云台、编码器、计数器、处理系统依次连接;待测光源设置于云台上，所述云台上设置有步进电机，所述云台由步进电机带动旋转，编码器输出脉冲信号给计数器转换为角度信息。
[0006]进一步，传感器、云台和电机驱动器安装在20m长的导轨滑台上;光源及其控制箱固定在导轨的Om刻度处。
[0007]本发明还提供一种火灾爆炸用光学传感器测试，包括以下步骤:
[0008]SI将光学传感器试品安装于导轨滑台上指定距离，再利用激光尺测量此距离，然后通过激光准直模块将传感器和光源中心对准；
[0009]S2将光源波长设置为光谱I，再逐级提高光强，观察光学传感器试品是否有响应，若响应则记录下响应时间和响应光强；如果光学传感器试品对光谱I的所有光强等级均无反应，就将波长换至光谱II，依次类推，直到传感器试品响应为止，即可得到传感器的响应波段；
[0010]S3保持光强不变，云台开始工作，先向右旋转，直至光学传感器试品无响应为止，记录下此时的角度信息；然后云台反转使传感器回中，对齐光源，云台向左旋转，直至光学传感器试品无响应为止，记录下此时的角度信息；
[0011]S4云台向下旋转，直至光学传感器试品无响应为止，记录下此时的角度信息;然后云台反转使传感器回中，对齐光源，云台向上旋转，直至光学传感器试品无响应为止，记录下此时的角度信息。
[0012]本发明的有益技术效果是:
[0013]本发明能够准确测试出红外光学传感器、紫外光学传感器、可见光光学传感器的五大性能参数。前向检测角度范围:2X [-90°，+90° ]，精度±2° ;检测距离范围:[0，20m]，精度± 1mm;检测响应时间范围[O，1s]，精度± 10ns。本发明为研发、生产及检测爆炸光学传感器提供了依据及统一规范，对于探测控制工业气体粉尘燃烧爆炸事故，提高工业生产过程的安全性，具有重要的意义。
【附图说明】
[0014]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中:
[0015]图1为火灾爆炸用光学传感器测试装置系统框图。
【具体实施方式】
[0016]以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述;应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
[0017]如图1所示，一种火灾爆炸用光学传感器测试装置，包括控制系统、云台系统、控制箱、驱动电路、光源(自带用于监测光强的光功率计)、光学系统、数据采集电路和计数电路，控制系统是该测试装置的控制中心和数据中心。
[0018]所述控制系统通过控制箱与驱动电路连接，通过控制箱选择光源光谱和光源强度，驱动电路驱动光源发光，光源发出的光经光学系统处理后由待测的传感器接收，数据采集电路接收传感器响应信号并将响应信号发送至控制系统，同时计数电路也采集传感器的响应信号，通过计数电路测得传感器的响应时间。
[0019]所述云台系统与控制系统连接，待测传感器设置于云台系统上，控制系统控制云台系统转动，用于获取云台系统的角度信息。
[0020]进一步，所述云台系统包括云台、编码器和计数器，云台、编码器、计数器、处理系统依次连接;待测光源设置于云台上，所述云台上设置有步进电机，所述云台由步进电机带动旋转，编码器输出脉冲信号给计数器转换为角度信息。
[0021]进一步，传感器、云台系统安装在20m长的导轨滑台上；光源及其控制箱固定在导轨的Om刻度处。
[0022]在本实施例中，数据采集电路在采集传感器响应信号前先经I/V，A/D转换器处理。
[0023]表征各类火灾爆炸探测光学传感器的主要参数为探测距离、探测角度、响应时间、响应波段、响应光强，目前缺乏检测测试这些参数的科学方法及仪器。本发明能够准确测试出红外光学传感器、紫外光学传感器、可见光光学传感器的五大性能参数，这在国内外都属于空白。前向检测角度范围:2X [-90°，+90。]，精度±2° ;检测距离范围:[0,20m]，精度±1mm;检测响应时间范围[O，1s]，精度± 10ns。
[0024]本发明为研发、生产及检测爆炸光学传感器提供了依据及统一规范，对于探测控制工业气体粉尘燃烧爆炸事故，提高工业生产过程的安全性，具有重要的意义。
[0025]—种火灾爆炸用光学传感器测试，将光学传感器试品安装于导轨滑台上指定距离，再利用激光尺精确测量此距离(以保证误差在±10mm之内)，然后通过激光准直模块将传感器和光源中心对准。将光源波长设置为光谱I，再逐级提高光强(每级延时5ms)，观察光学传感器试品是否有响应，若响应则记录下响应时间和响应光强。如果光学传感器试品对光谱I的所有光强等级均无反应，就将波长换至光谱II，依次类推，直到光学传感器试品响应为止，即可得到传感器的响应波段。为减小测试误差率，当光学传感器试品响应之后，在相应光强附近档位反复测试若干次，确保该值为真实响应值。保持光强不变，云台开始工作，先向右旋转，直至光学传感器试品无响应为止，记录下此时的角度信息；然后云台反转使光学传感器回中，对齐光源，测左侧的可视角度。俯仰角度的测试与之相同。为减小测试误差率，当光学传感器试品响应消失之后，在相应角度附近档位反复测试若干次，确保该值为真实响应值。如此测得传感器在该距离下的响应时间、响应光强、测试波段、可视角度，将数据存储到表格。待测完所有距离下的数据后，整理为图表，打印输出。
[0026]以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种火灾爆炸用光学传感器测试装置，其特征在于:包括控制系统、云台系统、控制箱、驱动电路、光源、光学系统、数据采集电路和计数电路;所述控制系统通过控制箱与驱动电路连接，通过控制箱选择光源光谱和光源强度，驱动电路驱动光源发光，光源发出的光经光学系统处理后由待测的光学传感器接收，数据采集电路接收传感器响应信号并将响应信号发送至控制系统，同时计数电路也采集光学传感器的响应信号，通过计数电路测得光学传感器的响应时间;所述云台系统与控制系统连接，待测传感器设置于云台系统上，控制系统控制云台系统转动，用于获取云台系统的角度信息，从而得到传感器的探测角度信息。2.根据权利要求1所述的火灾爆炸用光学传感器测试装置，其特征在于:所述云台系统包括云台、编码器和计数器，云台、编码器、计数器、处理系统依次连接;待测光源设置于云台上，所述云台上设置有步进电机，所述云台由步进电机带动旋转，编码器输出脉冲信号给计数器转换为角度信息。3.根据权利要求2所述的火灾爆炸用光学传感器测试装置，其特征在于:传感器、云台和电机驱动器安装在20m长的导轨滑台上;光源及其控制箱固定在导轨的Om刻度处。4.一种火灾爆炸用光学传感器测试，其特征在于:包括以下步骤: SI将光学传感器试品安装于导轨滑台上指定距离，再利用激光尺测量此距离，然后通过激光准直模块将传感器和光源中心对准； S2将光源波长设置为光谱I，再逐级提高光强，观察光学传感器试品是否有响应，若响应则记录下响应时间和响应光强;如果光学传感器试品对光谱I的所有光强等级均无反应，就将波长换至光谱II，依次类推，直到传感器试品响应为止，即可得到传感器的响应波段； S3保持光强不变，云台开始工作，先向右旋转，直至光学传感器试品无响应为止，记录下此时的角度信息；然后云台反转使传感器回中，对齐光源，云台向左旋转，直至光学传感器试品无响应为止，记录下此时的角度信息； S4云台向下旋转，直至光学传感器试品无响应为止，记录下此时的角度信息；然后云台反转使传感器回中，对齐光源，云台向上旋转，直至光学传感器试品无响应为止，记录下此时的角度信息。
【文档编号】G01D18/00GK105841733SQ201610235751
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】薛少谦, 司荣军, 马忠斌, 樊小涛, 黄子超
【申请人】中煤科工集团重庆研究院有限公司