CN107588933A - 可移动式航行灯光分布测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种可移动式航行灯光分布测试系统及测试方法，该测试系统包括：可移动安装底座，可拆卸地安装在航行灯的安装体上；运动机构，安装在可移动安装底座上；光色测试装置，探头安装在运动机构上，在运动机构的带动下进行水平转动或上下移动；控制器，控制探头移动至与航行灯的发光面中心点对准，并以此位置作为基准中心；以基准中心作为参考点，控制运动机构进行运动，使得探头能够在水平方向上从发光区域的一外侧运动至另一外侧、在竖直方向上从发光区域的一外侧运动至另一外侧，并控制探头在运动到的不同位置上进行测试而将测试数据传输至控制器；对接收的测试数据进行处理。可用于航行灯安装固定场景下的光分布测试，测试误差较低。

Description

可移动式航行灯光分布测试系统及测试方法

技术领域

本发明涉及航行灯光测试技术领域，尤其涉及的是一种可移动式航行灯光分布测试系统及测试方法。

背景技术

在船舶或航空器夜航时，为了表示自身位置和运动方向，便于互相辨认和识别，会在其上相应布置航行灯。为了保证航行灯的光能够满足需求，需要对安装体布置的航行灯发光效果进行测试，参考指标为光强水平及垂直分布角度范围，颜色坐标范围。传统的航行灯光强分布测试方法中，需要将航行灯及测试装置放置在暗实验室内，在航行灯前方不同的距离放置照度计接受面，通过旋转航行灯，在不同方向旋转位置的航行灯的光照射在照度计接受面上，测试得到测试数据并手动记录。然而，当航行灯已经安装在实体船舰时，或安装到试验台架后，由于航行灯已被固定，一方面无法满足暗室条件，另一方面也无法通过航行灯旋转来进行测试，故上述传统方法不具备此情况下的操作性，适用场景比较局限，测试误差也较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可移动式航行灯光分布测试系统及测试方法，可用在夜晚或关灯的黑暗环境下，进行航行灯安装固定场景下的光分布测试，测试误差较低。

为解决上述问题，本发明提出一种可移动式航行灯光分布测试系统，包括：可移动安装底座，可拆卸地安装在航行灯所处于的安装体上；运动机构，安装在所述可移动安装底座上；光色测试装置，其探头安装在所述运动机构上，并能够在所述运动机构的带动下进行水平转动或上下移动；控制器，控制所述运动机构的运动，并接收所述光色测试装置的测试数据，所述控制器的控制模式包括：

控制所述探头移动至与所述航行灯的发光面中心点对准，并以此位置作为基准中心；

以所述基准中心作为参考点，控制所述运动机构进行运动，使得探头能够在水平方向上从发光区域的一外侧运动至另一外侧、在竖直方向上从发光区域的一外侧运动至另一外侧，并控制所述探头在运动到的不同位置上进行测试而将测试数据传输至所述控制器；

对接收的所述测试数据进行处理。

根据本发明的一个实施例，所述控制器对所述运动机构运动的控制包括：

控制所述探头在水平方向上从发光区域的一外侧进行运动，控制所述探头每移动至一水平位置，便在竖直方向上从发光区域的一外侧运动至另一外侧，之后复位至该水平位置，直至所述探头在水平方向上运动至发光区域的另一外侧；

或者，控制所述探头在竖直方向上从发光区域的一外侧进行运动，控制所述探头每移动至一竖直位置，便在水平方向上从发光区域的一外侧运动至另一外侧，之后复位至该竖直位置，直至所述探头在竖直方向上运动至发光区域的另一外侧。

根据本发明的一个实施例，所述测试数据为不同位置上的照度值，所述控制器对接收的所述测试数据的处理包括：

根据阿拉特定律计算海里数对应的最低发光强度；

根据光度学距离平方反比定律计算出此海里数最低发光强度对应的照度值；

将各个位置上的照度值与所述最低发光强度对应的照度值进行比较，以判定航行灯在各个角度上是否满足海里数的最低发光强度要求。

根据本发明的一个实施例，所述探头的运动面与所述航行灯的发光面之间的距离为所述航行灯的发光面最大距离的5倍以上。

根据本发明的一个实施例，所述运动机构包括：转轴件、连杆和悬臂；所述转轴件固定于所述可移动安装底座上；所述连杆可转动连接转轴件；所述悬臂安装于所述连杆，且所述悬臂上设置有轨向相对所述航行灯为上下方向的轨道，所述光色测试装置的至少探头可移动安装于所述轨道上。

根据本发明的一个实施例，所述运动机构还包括移动块，所述移动块可移动安装于所述轨道上；所述光色测试装置包括至少两个探头，固定于所述移动块上；所述移动块上探头的排布方向设置为与轨道的轨向垂直或平行。

根据本发明的一个实施例，所述安装底座上设置有水平和/或竖直调节件，所述转轴件通过所述水平和/或竖直调节件而进行水平和/或上下位置调节。

根据本发明的一个实施例，至少一探头的外侧设置有遮光罩，所述遮光罩的所围成区域大于探头测试区域。

根据本发明的一个实施例，所述可移动安装底座为重力底座，放置于所述安装体上或通过悬吊装置相对所述安装体悬吊固定，且重量能够使所述运动机构稳定运动。

本发明还提供一种可移动式航行灯光分布测试方法，采用如前述实施例中任意一项所述的可移动式航行灯光分布测试系统，该方法包括：

控制所述探头移动至与所述航行灯的发光面中心点对准，并以此位置作为基准中心；

以所述基准中心作为参考点，控制所述运动机构进行运动，使得探头能够在水平方向上从发光区域的一外侧运动至另一外侧、在竖直方向上从发光区域的一外侧运动至另一外侧，并控制所述探头在运动到的不同位置上进行测试而将测试数据传输至所述控制器；

对接收的所述测试数据进行处理。

采用上述技术方案后，本发明相比现有技术具有以下有益效果：

通过运动机构实现探头移动来对航行灯发光情况进行分布测试，在测试过程航行灯固定不动，控制探头在水平方向和竖直方向分别进行横跨发光区域的运动，并在运动至不同位置时进行光测，得到的航行灯的光分布信息，解决了航行灯已安装在固定位置上无法通过传统方法测试的技术难题，同时只需探头点式运动测试不同位置点的光，还避免了航行灯运动测试光面带来的航行灯本身的误差，测试精度更高；而通过可移动安装底座来实现整套系统相对航行灯的安装，可拆卸地安装在安装体上，可以保证整个系统的可移植性，从而应用到不同对象，适用范围更广。

附图说明

图1为本发明一实施例的可移动式航行灯光分布测试系统的结构示意图；

图2为本发明一实施例的运动机构带动探头在水平方向转动的结构示意图；

图3为本发明一实施例的可移动式航行灯光分布测试方法的流程示意图。

1-安装体，2-航行灯，3-可移动安装底座，4-转轴件，5-连杆，6-悬臂，7-移动块，8-探头，9-控制器。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

参看图1，在一个实施例中，可移动式航行灯光分布测试系统包括：可移动安装底座3，运动机构，光色测试装置和控制器9。当然不限于此，还可以包括其他需要的装置或部件。光色测试装置可以是现有的光色测试装置，例如是色度照度计，色度照度计的探头是光色测试装置的光感测部位。

航行灯2安装在安装体1上。航行灯2可以安装在船舶或航空器等上或安装到试验台架上，从而安装体1为船舶或航空器或试验台架等本身或上面的部位，此情况即为航行灯2无法移动的情况。本发明实施例的可移动式航行灯光分布测试系统可以对此情况下的航行灯进行测试，此时外界环境为夜晚或关灯的黑暗环境，在测试过程中，航行灯保持不动。

可移动安装底座3可拆卸地安装在航行灯2所处于的安装体1上。由于可移动安装底座3是可拆卸的，因而整个测试系统是可以与航行灯2的安装体分离的，整个系统是可移动的，适用于不同对象、不同场景的测试。可移动安装底座3与安装体1相对固定，从而与航行灯2的位置关系也相对固定。

运动机构安装在可移动安装底座3上。光色测试装置的探头8安装在运动机构上，并能够在运动机构的带动下进行水平转动或上下移动。可以将光色测试装置整个安装在运动机构上，也可以仅将探头8安装在运动机构上，在运动机构运动时只要保证探头能够由其带动而进行水平转动或上下移动即可。

控制器9控制运动机构的运动，并接收光色测试装置的测试数据，控制器9的控制模式包括：

首先，控制所述探头8移动至与所述航行灯2的发光面中心点对准，并以此位置作为基准中心。当然，对于探头8的移动控制是通过控制运动机构相应运动实现的。探头8移动至与航行灯2的发光面中心点对准是指探头8的探测面中心位于航行灯2发光面的中心点的垂直延伸线上，后续的运动(及距离、角度的计算)均以该基准中心为参考，在其一定距离范围进行运动，该基准中心优选的是与发光面中心对应的探头8移动区域的中心点。

接着，以基准中心作为参考点，控制运动机构进行运动，使得探头8能够在水平方向上从发光区域的一外侧运动至另一外侧、在竖直方向上从发光区域的一外侧运动至另一外侧，并控制探头8在运动到的不同位置上进行测试而将测试数据传输至控制器9。当然，水平方向或竖直方向上的运动轨迹可以不止一条，运动可以是连续的或者间断的，具体不限。在水平方向运动的不同位置处、及竖直方向运动的不同位置处，探头8感测相应位置的发光情况，得到航行灯2不同发光角度下的发光情况。优选的，在探头8运动到需要测光的位置时，暂停移动在测光取得稳定数据之后再控制探头8继续运动，使得测试更准确。

接着，对接收的测试数据进行处理。根据水平、竖直方向上的不同位置测得的测试数据，可以得到航行灯2不同发光角度的发光情况，也就是航行灯2的光分布情况。

通过运动机构实现探头8移动来对航行灯发光情况进行分布测试，在测试过程航行灯2固定不动，控制探头8在水平方向和竖直方向分别进行横跨发光区域的运动，并在运动至不同位置时进行光测，得到的航行灯2的光分布信息，解决了航行灯2已安装在固定位置上无法通过传统方法测试的技术难题，同时只需探头8点式运动测试不同位置点的光，还避免了航行灯2运动测试光面带来的航向灯本身的误差，测试精度更高；而通过可移动安装底座3来实现整套系统相对航行灯2的安装，可拆卸地安装在安装体1上，可以保证整个系统的可移植性，从而应用到不同对象，适用范围更广。

进一步的，控制器9对运动机构运动的控制包括：

控制所述探头8在水平方向上从发光区域(该发光区域指航行灯出光至探头所处位置的发光区域)的一外侧进行运动，控制所述探头8每移动至一水平位置，便在竖直方向上从发光区域的一外侧运动至另一外侧，之后复位至该水平位置，直至所述探头8在水平方向上运动至发光区域的另一外侧；例如，参看图2，探头8在水平方向上运动时依次经过发光区域的一外侧的起始位置、外角度位置，发光区域一边的边界角度位置、内角度位置，中间位置，发光区域另一边的内角度位置、边界角度位置，发光区域的另一外侧的外角度位置、终止位置，其中，中间位置可以根据实际情况确定，可以不止一处，在探头依次移动至内角度位置、中间位置这些位置处时，可以控制暂停水平方向的运动而转为在竖直方向的运动，竖直方向的运动同样从发光区域的一外侧移动至另一外侧，竖直方向的运动可以是从下至上，也可以是从上至下，结束竖直方向的运动后再回到水平位置上继续进行水平方向的运动，此时，水平方向的运动有一条运动轨迹，而竖直方向的运动有多条运动轨迹。

或者，控制所述探头8在竖直方向上从发光区域的一外侧进行运动，控制所述探头8每移动至一竖直位置，便在水平方向上从发光区域的一外侧运动至另一外侧，之后复位至该竖直位置，直至所述探头8在竖直方向上运动至发光区域的另一外侧。也就是说，与先水平运动类似的，在依次移动至不同竖直位置时，暂停竖直方向的运动而转为水平方向上从发光区域的一外侧移动至另一外侧后，再回到该竖直位置继续进行竖直方向上的移动，水平方向上的运动可以是从左至右或从右至左，此时，竖直方向的运动有一条运动轨迹，而水平方向的运动有多条运动轨迹。

通过控制器9对运动机构运动的控制，得到发光区域水平方向、竖直方向不同位置点的光信息，由于基准中心位置已知，因而各个不同位置与航行灯发光面中心之间的距离及角度容易计算获得，从而得到航行灯2的不同角度上分布的发光情况，操作与控制均更为简单，所测试的光分布情况更全面。

在一个实施例中，测试数据为不同位置上的照度值，所述控制器9对接收的所述测试数据的处理包括：

第一步，根据阿拉特定律计算海里数对应的最低发光强度；

具体的，通过阿拉特定律最低发光强度公式计算最低发光强度：

I＝3.43×10⁶×T×D²×K^-D (1)

式中：

I-发光强度的数值，单位为坎德拉(cd)；

T-临阈系数的数值，2×10-7lx，单位为勒克斯(lx)

D-能见距离的数值，单位为海里(n mile)；

K-大气透射率。规定的号灯，K值为0.8，相当于13海里的大气能见度。

根据以上公式(1)，已知海里数，可计算对应的最低发光强度。

第二步，根据光度学距离平方反比定律计算出此海里数最低发光强度对应的照度值；

光度学距离平方反比定律公式：

I＝E×L² (2)

式中：

I-发光强度的数值，单位为坎德拉(cd)；

E-照度的数值，单位为勒克斯(lx)；

L-点光源到照射面的距离，单位为米(m)。

当探头8与航行灯2发光面的间距达到一定距离时，可以把航行灯2看作点光源，而竖直方向和水平方向的运动则可以视为以此点光源为球心的球面运动，根据以上公式(2)，已知点光源到探头8的距离L，根据公式(1)又已经计算得到海里数对应的最低发光强度I，故可以计算出此海里数最低发光强度对应的照度值。

第三步，将各个位置上的照度值与所述最低发光强度对应的照度值进行比较，以判定航行灯在各个角度上是否满足海里数的最低发光强度要求。根据测试各个角度的照度值，通过上述公式及与计算得到的照度值比较，即可知道航行灯在某个角度方向是否满足规定海里数的最低发光强度要求。

优选的，探头8的运动面与航行灯2的发光面之间的距离为所述航行灯2的发光面最大距离的5倍以上，该距离可以根据航行灯2发光面中心与探头8的基准中心来确定。当探头8与航行灯2发光面的间距达到一定距离时，该距离为探头8的运动面与航行灯2的发光面之间的距离优选为所述航行灯2的发光面最大距离的5倍以上，探头的水平转动或上下移动可以近似为相对航行灯2发光面中心的球面运动，通过运动及上述公式的计算比较，可以得到航行灯2发光面中心为球心的球面上的光分布情况，测试数据离发光面中心均可视为相同，光分布数据更具比较性，测试误差更小。

航行灯2发光面可以是圆面，此时直径变为最大距离。或者发光面不一定是圆面，比如是矩形，可以取对角线距离为最大距离；在非圆面情况下，可以统一取航行灯2发光面的外接圆的直径作为最大距离。

在一个实施例中，继续参看图1，运动机构可以包括转轴件4、连杆5和悬臂6。转轴件4固定于可移动安装底座3上，可以直接连接在安装底座3上，也可以通过转接件连接在可移动安装底座3上，转轴件4优选设置在航行灯2的正上方位置处。结合参看图2，连杆5转动连接转轴件4，可以绕转轴件4转动。悬臂6安装在连杆5上，悬臂6可在连杆绕转轴件4的转动带动下而发生转动。

悬臂6上设置有轨向相对航行灯2为上下方向的轨道，光色测试装置的至少探头8可移动安装于轨道上。一方面，探头8可以沿着轨道进行上下运动，另一方面，连杆5转动带动悬臂6运动，可以使得探头8能够相对于航行灯2转动。转动中心为航向灯2的发光面中心处。

优选的，悬臂6垂直于连杆设置，且悬臂6的长度方向与探头8的上下运动方向一致，从而可以将轨道直接沿悬臂6设置，将悬臂6作为该轨道的支撑物件，或者直接将悬臂6作为轨道的一部分，悬臂6可以朝上或朝下垂直于连杆设置，具体根据航行灯2位于上侧或下侧而定。当然不限于此，悬臂6的方向也可以是任意的，只要保证其上的轨道的轨向为上下方向即可。悬臂6与连杆5可以一体成型或分体连接而成。

优选的，水平转动和上下运动的每步精度可以从0.01°到100°可任意调节。

在一个实施例中，运动机构还可以包括移动块7。移动块7可移动安装于悬臂6的轨道上。光色测试装置的至少探头8固定于移动块7上。通过移动块7在轨道上的移动来带动探头8上下运动。设置移动块7可以使得探头8的安装及运动更稳定，也便于可移动结构的设计及制造。移动块7上可以设置锁紧装置，在移动时锁紧装置松开轨道上的结构，而在移动定位时(如需要进行转动时)，锁紧装置锁紧在轨道上，使得移动块7固定在轨道对应位置，具体不限。优选的，光色测试装置包括至少两个探头，固定于移动块上。移动块上探头的排布方向设置为与轨道的轨向垂直或平行。当然，也可以只有一个探头固定在移动块上由其带动运动。

在一个实施例中，安装底座3上设置有水平和/或竖直调节件。转轴件4通过水平和/或竖直调节件而进行水平和/或上下位置调节。例如连接转轴件4和安装底座3的转接件安装到安装底座3上的接口时，可进行水平和/或上下方向的调节。

优选的，至少一探头8的外侧设置有遮光罩，遮光罩的所围成区域大于探头测试区域，遮光罩的长度优选为1-3厘米。在实际测试过程中，测试数据采用设有遮光罩的探头读数。以能够合适地遮挡环境光，避免环境光对测试的影响，提高测试精度，而又不会遮挡航行灯2到探头8的光线。

优选的，可移动安装底座3为重力底座，放置于安装体1上或通过悬吊装置相对安装体1悬吊固定，且重量能够使运动机构稳定运动。重力底座是指重量远远大于运动机构的重量的底座。由于重力底座的重量很大，因而运动机构的运动不会导致重力底座的摇晃等不稳定动作。在测试时，只需要将重力底座放在安装体1上，便可以稳定住运动机构，当然也可以通过悬吊装置悬吊在空中，便于测试场景的现场搭建及转接，可用于不同的航向灯的测试，实现测量的便利性，方便实体或试验台架上航行灯的测试操作。

参看图3，本发明还提供一种可移动式航行灯光分布测试方法，采用如前述实施例中任意一项所述的可移动式航行灯光分布测试系统，该方法包括：

S1：控制所述探头移动至与所述航行灯的发光面中心点对准，并以此位置作为基准中心；

S2：以所述基准中心作为参考点，控制所述运动机构进行运动，使得探头能够在水平方向上从发光区域的一外侧运动至另一外侧、在竖直方向上从发光区域的一外侧运动至另一外侧，并控制所述探头在运动到的不同位置上进行测试而将测试数据传输至所述控制器；

S3：对接收的所述测试数据进行处理。

本发明的可移动式航行灯光分布测试方法的具体内容可以参看前述实施例中可移动式航行灯光分布测试系统的实施例描述内容，在此不再赘述。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种可移动式航行灯光分布测试系统，其特征在于，包括：可移动安装底座，可拆卸地安装在航行灯所处于的安装体上；运动机构，安装在所述可移动安装底座上；光色测试装置，其探头安装在所述运动机构上，并能够在所述运动机构的带动下进行水平转动或上下移动；控制器，控制所述运动机构的运动，并接收所述光色测试装置的测试数据，所述控制器的控制模式包括：

控制所述探头移动至与所述航行灯的发光面中心点对准，并以此位置作为基准中心；

以所述基准中心作为参考点，控制所述运动机构进行运动，使得探头能够在水平方向上从发光区域的一外侧运动至另一外侧、在竖直方向上从发光区域的一外侧运动至另一外侧，并控制所述探头在运动到的不同位置上进行测试而将测试数据传输至所述控制器；

对接收的所述测试数据进行处理。

2.如权利要求1所述的可移动式航行灯光分布测试系统，其特征在于，所述控制器对所述运动机构运动的控制包括：

控制所述探头在水平方向上从发光区域的一外侧进行运动，控制所述探头每移动至一水平位置，便在竖直方向上从发光区域的一外侧运动至另一外侧，之后复位至该水平位置，直至所述探头在水平方向上运动至发光区域的另一外侧；

或者，控制所述探头在竖直方向上从发光区域的一外侧进行运动，控制所述探头每移动至一竖直位置，便在水平方向上从发光区域的一外侧运动至另一外侧，之后复位至该竖直位置，直至所述探头在竖直方向上运动至发光区域的另一外侧。

3.如权利要求1所述的可移动式航行灯光分布测试系统，其特征在于，所述测试数据为不同位置上的照度值，所述控制器对接收的所述测试数据的处理包括：

根据阿拉特定律计算海里数对应的最低发光强度；

根据光度学距离平方反比定律计算出此海里数最低发光强度对应的照度值；

将各个位置上的照度值与所述最低发光强度对应的照度值进行比较，以判定航行灯在各个角度上是否满足海里数的最低发光强度要求。

4.如权利要求1所述的可移动式航行灯光分布测试系统，其特征在于，所述探头的运动面与所述航行灯的发光面之间的距离为所述航行灯的发光面最大距离的5倍以上。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的可移动式航行灯光分布测试系统，其特征在于，所述运动机构包括：转轴件、连杆和悬臂；所述转轴件固定于所述可移动安装底座上；所述连杆可转动连接转轴件；所述悬臂安装于所述连杆，且所述悬臂上设置有轨向相对所述航行灯为上下方向的轨道，所述光色测试装置的至少探头可移动安装于所述轨道上。

6.如权利要求5所述的可移动式航行灯光分布测试系统，其特征在于，所述运动机构还包括移动块，所述移动块可移动安装于所述轨道上；所述光色测试装置包括至少两个探头，固定于所述移动块上；所述移动块上探头的排布方向设置为与轨道的轨向垂直或平行。

7.如权利要求5所述的可移动式航行灯光分布测试系统，其特征在于，所述安装底座上设置有水平和/或竖直调节件，所述转轴件通过所述水平和/或竖直调节件而进行水平和/或上下位置调节。

8.如权利要求1-4中任意一项所述的可移动式航行灯光分布测试系统，其特征在于，至少一探头的外侧设置有遮光罩，所述遮光罩的所围成区域大于探头测试区域。

9.如权利要求1-4中任意一项所述的可移动式航行灯光分布测试系统，其特征在于，所述可移动安装底座为重力底座，放置于所述安装体上或通过悬吊装置相对所述安装体悬吊固定，且重量能够使所述运动机构稳定运动。

10.一种可移动式航行灯光分布测试方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的可移动式航行灯光分布测试系统，该方法包括：

控制所述探头移动至与所述航行灯的发光面中心点对准，并以此位置作为基准中心；

以所述基准中心作为参考点，控制所述运动机构进行运动，使得探头能够在水平方向上从发光区域的一外侧运动至另一外侧、在竖直方向上从发光区域的一外侧运动至另一外侧，并控制所述探头在运动到的不同位置上进行测试而将测试数据传输至所述控制器；

对接收的所述测试数据进行处理。