CN109493560B - 基于远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路 - Google Patents
基于远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种基于远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路，包括：可见光发射单元(1)、可见光接收单元(4)、被检测窗口玻璃(2)、火灾远紫外探测单元(3)；所述可见光发射单元(1)发射的检测光经过被检测窗口玻璃(2)到达可见光接收单元(4)；环境背景光经过被检测窗口玻璃(2)到达火灾远紫外探测单元(3)；所述火灾远紫外探测单元(3)与可见光接收单元(4)位于被检测窗口玻璃(2)的同一侧。本发明提供了一种基于火灾远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路，能够在不开动力舱盖板的情况下，自动检测窗口玻璃的污染情况，提醒使用人员清理保养。
Description
技术领域
本发明涉及光学检测领域，具体地，涉及基于远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路。
背景技术
在目前车辆常用的火灾预警系统中，动力舱主要是应用热传导原理来探测火警，例如使用线式火焰传感器，其感火面积小，灵敏度也不高。随着科学技术的进步与发展，光学的应用领域日益宽广，动力舱光学探测器拥有探测范围大，响应速度快，且只对于明火有反应的优点。但是由于车辆动力舱内“跑冒滴漏”问题容易污染探测器的窗口玻璃，使其灵敏度甚至是火警探测能力受到影响。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路。
根据本发明提供的一种基于远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路，包括：可见光发射单元、可见光接收单元、被检测窗口玻璃、火灾远紫外探测单元；
所述可见光发射单元发射的检测光经过被检测窗口玻璃到达可见光接收单元；
环境背景光经过被检测窗口玻璃到达火灾远紫外探测单元；
所述火灾远紫外探测单元与可见光接收单元位于被检测窗口玻璃的同一侧。
优选地，所述可见光发射单元的光轴与可见光接收单元的光轴位于同一轴线上；
所述轴线与被检测窗口玻璃的夹角小于全反射角。
优选地，所述可见光发射单元与可见光接收单元根据可见光检测光谱进行检测；
所述火灾远紫外探测单元根据远紫外探测光谱进行探测；
所述可见光检测光谱与远紫外探测光谱不重叠。
优选地，所述基于火灾远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路包括两种工作模式：
第一工作模式：设定可见光发射单元处于定时瞬态发射多种光强度时，可见光接收单元进行被检测窗口玻璃污染探测；
第二工作模式：设定可见光发射单元处于稳态不工作时，可见光接收单元进行外界可见光背景光强度探测。
优选地，在所述第一工作模式中：
可见光接收单元接收可见光发射单元发射的光路经过被检测窗口玻璃的检测光；
可见光发送单元获得发射的检测光的发射强度，可见光接收单元获得接收的检测光的接收强度；
根据可见光发射单元发射的检测光的发射强度，设定不同污染程度对应的可见光接收单元接收的检测光的接收强度的门限阈值；
根据检测光的接收强度，判断被检测窗口玻璃的污染程度，并输出被检测窗口玻璃污染信号。
优选地，在所述第二工作模式中：
可见光接收单元接收通过被检测窗口玻璃进入的外界可见光背景光；
设定外界可见光背景光强度的门限阈值；
可见光接收单元获取外界可见光背景的光强度，外界可见光背景光强度的门限阈值，判断车辆动力舱是否处于打开舱盖板状态：若车辆动力舱处于打开舱盖板状态，则对远紫外光谱火警判断阈值进行补偿；否则，则不对远紫外光谱火警判断阈值进行补偿。
优选地，当可见光发射单元以预设周期工作时，进入第一工作模式，进行被检测窗口玻璃污染探测；当可见光发射单元不工作时，进入第二工作模式，进行外界可见光背景光强度探测。
优选地，所述可见光发射单元包括：
分压电阻R30、限流电阻R31、NPN型三极管Q1、发光二极管D_TX2、工作电压VCC；
发射单元工作信号Wchk接入到限流电阻R31的一端，限流电阻R31另一端与NPN型三极管Q1的基极相连，NPN型三极管Q1的集电极与分压电阻R30的一端相连，分压电阻R30的另一端与工作电压VCC相连，NPN型三极管Q1的发射极与发光二极管D_TX2的正极相连，发光二极管D_TX2的负极接地。
优选地，所述可见光接收单元包括：
分压电阻R_RX1、分压电阻R_RX2、限流电阻RXD1、限流电阻RXD2、滤波电容C43、可见光接收管D_RX2，稳压二极管D13、稳压二极管D14、工作电压VCC、接收信号RXDUV1、接收信号RXDUV2，接收信号RXDUV1与接收信号RXDUV2的精度不同；
滤波电容C43的一端及可见光接收管D_RX2的负极与工作电压VCC相连；
滤波电容C43的另一端、可见光接收管D_RX2的正极、限流电阻RXD1的一端、分压电阻R_RX1的一端之间相互连接；
限流电阻RXD1的另一端、稳压二极管D13的负极、接收信号RXDUV1之间相互连接，稳压二极管D13的正极接地；
分压电阻R_RX1的另一端、分压电阻R_RX2的一端、限流电阻RXD2的一端之间相互连接，分压电阻R_RX2的另一端接地；
限流电阻RXD2的另一端、稳压二极管D14的负极、接收信号RXDUV2之间相互连接，稳压二极管D14的正极接地。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供了一种基于火灾远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路，能够在不开动力舱盖板的情况下，自动检测被检测窗口玻璃的污染情况，提醒使用人员清理保养。
2、本发明通过对影响火警探测的被检测窗口玻璃污染情况进行检测，上报被检测窗口玻璃污染信号提醒操作人员清理维护，同时还能把该信号作为背景光的强度检测，对火警判断灵敏度进行补偿。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的动力舱光学探测器窗口污染检测光路的结构示意图。
图2为本发明提供的基于远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路的可见光发射单元的电路原理示意图。
图3为本发明提供的基于远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路的可见光接收单元的电路原理示意图。
图中示出：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种基于远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路，包括：可见光发射单元1、可见光接收单元4、被检测窗口玻璃2、火灾远紫外探测单元3；
所述可见光发射单元1发射的检测光经过被检测窗口玻璃2到达可见光接收单元4；
环境背景光经过被检测窗口玻璃2到达火灾远紫外探测单元3；
所述火灾远紫外探测单元3与可见光接收单元4位于被检测窗口玻璃2的同一侧。
具体地，所述可见光发射单元1的光轴与可见光接收单元4的光轴位于同一轴线上；
所述轴线与被检测窗口玻璃2的夹角小于全反射角。
具体地，所述可见光发射单元1与可见光接收单元4根据可见光检测光谱进行检测；
所述火灾远紫外探测单元3根据远紫外探测光谱进行探测；
所述可见光检测光谱与远紫外探测光谱不重叠。
具体地，所述基于火灾远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路包括两种工作模式：
第一工作模式：设定可见光发射单元1处于定时瞬态发射多种光强度时，可见光接收单元4进行被检测窗口玻璃污染探测；
第二工作模式：设定可见光发射单元1处于稳态不工作时，可见光接收单元4进行外界可见光背景光强度探测。
具体地，在所述第一工作模式中：
可见光接收单元4接收可见光发射单元1发射的光路经过被检测窗口玻璃的检测光；
可见光发送单元获得发射的检测光的发射强度，可见光接收单元4获得接收的检测光的接收强度；
根据可见光发射单元1发射的检测光的发射强度，设定不同污染程度对应的可见光接收单元4接收的检测光的接收强度的门限阈值；
根据检测光的接收强度，判断被检测窗口玻璃的污染程度，并输出被检测窗口玻璃污染信号。
具体地，在所述第二工作模式中：
可见光接收单元4接收通过被检测窗口玻璃进入的外界可见光背景光；
设定外界可见光背景光强度的门限阈值；
可见光接收单元4获取外界可见光背景的光强度，外界可见光背景光强度的门限阈值，判断车辆动力舱是否处于打开舱盖板状态：若车辆动力舱处于打开舱盖板状态，则对远紫外光谱火警判断阈值进行补偿；否则，则不对远紫外光谱火警判断阈值进行补偿。
具体地，当可见光发射单元1以预设周期工作时，进入第一工作模式，进行被检测窗口玻璃污染探测；当可见光发射单元不工作时，进入第二工作模式，进行外界可见光背景光强度探测。
具体地，所述可见光发射单元包括：
分压电阻R30、限流电阻R31、NPN型三极管Q1、发光二极管D_TX2、工作电压VCC；
发射单元工作信号Wchk接入到限流电阻R31的一端，限流电阻R31另一端与NPN型三极管Q1的基极相连，NPN型三极管Q1的集电极与分压电阻R30的一端相连，分压电阻R30的另一端与工作电压VCC相连，NPN型三极管Q1的发射极与发光二极管D_TX2的正极相连，发光二极管D_TX2的负极接地。
具体地，所述可见光接收单元4包括：分压电阻R_RX1、分压电阻R_RX2、限流电阻RXD1、限流电阻RXD2、滤波电容C43、可见光接收管D_RX2；
稳压二极管D13、稳压二极管D14、工作电压VCC、接收信号RXDUV1、接收信号RXDUV2，接收信号RXDUV1与接收信号RXDUV2的精度不同；
滤波电容C43的一端、可见光接收管D_RX2的负极分别与工作电压VCC相连；
滤波电容C43的另一端、可见光接收管D_RX2的正极、限流电阻RXD1的一端、分压电阻R_RX1的一端之间相互连接；
限流电阻RXD1的另一端、稳压二极管D13的负极、接收信号RXDUV1之间相互连接，稳压二极管D13的正极接地；
分压电阻R_RX1的另一端、分压电阻R_RX2的一端、限流电阻RXD2的一端之间相互连接，分压电阻R_RX2的另一端接地；
限流电阻RXD2的另一端、稳压二极管D14的负极、接收信号RXDUV2之间相互连接，稳压二极管D14的正极接地。进一步地，可见光接收单元由接收管BPW20RF及其外围电路组成。
下面通过优选例，对本发明进行更为具体地说明。
实施例1：
以下通过附图和具体实施例对本发明技术方案做一详细的说明：
图1所示的本发明动力舱光学探测器窗口污染检测光路的结构示意图，由可见光发射电路和可见光接收电路组成。
图2所示为本发明的可见光发射电路原理图，通过可见光发光二极管及其外围电路，产生用于检测窗口玻璃污染情况的光信号。
图3所示为本发明的可见光接收电路原理图，由接收管BPW20RF及其外围电路组成，用于接收发光二极管发射的检测信号和环境背景光信号。
为了保证在一定程度的污染情况下探测器还能上报火警信号，对接收管产生的电压AD值进行了光照强度标定。通过对发光二极管发出的检测信号进行遮蔽，测定光学探测器在光强衰减多少的情况下，无法探测火情。选取该衰减值作为判定窗口玻璃污染的标准。
同时，该电路还能在平时对光学探测器的背景光源进行采集，通过对背景光在一定时间内的变化情况，对光学探测器的灵敏度进行调节，以适应舱内的无光环境和舱盖打开后的自然光环境。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (7)
1.一种基于远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路，其特征在于，包括：可见光发射单元(1)、可见光接收单元(4)、被检测窗口玻璃(2)、火灾远紫外探测单元(3)；
所述可见光发射单元(1)发射的检测光经过被检测窗口玻璃(2)到达可见光接收单元(4)；
环境背景光经过被检测窗口玻璃(2)到达火灾远紫外探测单元(3)；
所述火灾远紫外探测单元(3)与可见光接收单元(4)位于被检测窗口玻璃(2)的同一侧；
所述基于火灾远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路包括两种工作模式：
第一工作模式：设定可见光发射单元(1)处于定时瞬态发射多种光强度时，可见光接收单元(4)进行被检测窗口玻璃污染探测；
第二工作模式：设定可见光发射单元(1)处于稳态不工作时，可见光接收单元(4)进行外界可见光背景光强度探测；
所述第二工作模式中：
可见光接收单元(4)接收通过被检测窗口玻璃进入的外界可见光背景光；
设定外界可见光背景光强度的门限阈值；
可见光接收单元(4)获取外界可见光背景的光强度，外界可见光背景光强度的门限阈值，判断车辆动力舱是否处于打开舱盖板状态：若车辆动力舱处于打开舱盖板状态，则对远紫外光谱火警判断阈值进行补偿；否则，则不对远紫外光谱火警判断阈值进行补偿。
2.根据权利要求1所述的基于远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路，其特征在于，所述可见光发射单元(1)的光轴与可见光接收单元(4)的光轴位于同一轴线上；
所述轴线与被检测窗口玻璃(2)的夹角小于全反射角。
3.根据权利要求1所述的基于远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路，其特征在于，所述可见光发射单元(1)与可见光接收单元(4)根据可见光检测光谱进行检测；
所述火灾远紫外探测单元(3)根据远紫外探测光谱进行探测；
所述可见光检测光谱与远紫外探测光谱不重叠。
4.根据权利要求1所述的基于远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路，其特征在于，在所述第一工作模式中：
可见光接收单元(4)接收可见光发射单元(1)发射的光路经过被检测窗口玻璃的检测光；
可见光发送单元获得发射的检测光的发射强度，可见光接收单元(4)获得接收的检测光的接收强度；
根据可见光发射单元(1)发射的检测光的发射强度，设定不同污染程度对应的可见光接收单元(4)接收的检测光的接收强度的门限阈值；
根据检测光的接收强度，判断被检测窗口玻璃的污染程度，并输出被检测窗口玻璃污染信号。
5.根据权利要求1所述的基于远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路，其特征在于，当可见光发射单元(1)以预设周期工作时，进入第一工作模式，进行被检测窗口玻璃污染探测；当可见光发射单元不工作时，进入第二工作模式，进行外界可见光背景光强度探测。
6.根据权利要求1所述的基于远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路，其特征在于，所述可见光发射单元包括：
分压电阻R30、限流电阻R31、NPN型三极管Q1、发光二极管D_TX2、工作电压VCC；
发射单元工作信号Wchk接入到限流电阻R31的一端，限流电阻R31另一端与NPN型三极管Q1的基极相连，NPN型三极管Q1的集电极与分压电阻R30的一端相连，分压电阻R30的另一端与工作电压VCC相连，NPN型三极管Q1的发射极与发光二极管D_TX2的正极相连，发光二极管D_TX2的负极接地。
7.根据权利要求1所述的基于远紫外光探测器的动力舱光学探测器污染检测光路，其特征在于，所述可见光接收单元(4)包括：分压电阻R_RX1、分压电阻R_RX2、限流电阻RXD1、限流电阻RXD2、滤波电容C43、可见光接收管D_RX2；
稳压二极管D13、稳压二极管D14、工作电压VCC、接收信号RXDUV1、接收信号RXDUV2，接收信号RXDUV1与接收信号RXDUV2的精度不同；
滤波电容C43的一端、可见光接收管D_RX2的负极分别与工作电压VCC相连；
滤波电容C43的另一端、可见光接收管D_RX2的正极、限流电阻RXD1的一端、分压电阻R_RX1的一端之间相互连接；
限流电阻RXD1的另一端、稳压二极管D13的负极、接收信号RXDUV1之间相互连接，稳压二极管D13的正极接地；
分压电阻R_RX1的另一端、分压电阻R_RX2的一端、限流电阻RXD2的一端之间相互连接，分压电阻R_RX2的另一端接地；
限流电阻RXD2的另一端、稳压二极管D14的负极、接收信号RXDUV2之间相互连接，稳压二极管D14的正极接地。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Tan Cheng Inventor after: Chen Yuefeng Inventor after: Jiang Lianghong Inventor after: Hu Xuejie Inventor after: Liu Meng Inventor after: Niu Jianmin Inventor before: Tan Cheng Inventor before: Chen Yuefeng Inventor before: Jiang Lianghong Inventor before: Hu Xuejie Inventor before: Liu Meng Inventor before: Niu Jianming |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |