CN109877109A - 用于遥测遥感的光学玻璃窗口自清洁气刀控制系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于遥测遥感的光学玻璃窗口自清洁气刀控制系统及装置，所述系统包括距离传感器、驱动单元、气刀单元以及控制单元；所述装置包括设置在道路地基台面上的光学仪器机柜，所述光学仪器机柜内设置有微控制器和驱动装置，所述微控制器设置在光学仪器机柜的侧壁内，所述驱动装置设置在光学仪器机柜的底部上，所述光学仪器机柜的上端外设置有距离传感器，所述光学仪器机柜的侧壁外依次设置有多光谱光学玻璃窗口和气刀；本发明通过设置气刀单元，利用气刀拦截去污自洁，高速气流拦截横向冲击的污水(尘)，无损保护通光窗口光学镜头；通过设置控制单元，可以判断是否有潜在污染条件，可以智能判断系统是否执行清洁工作，这样避免了能源浪费。

Description

用于遥测遥感的光学玻璃窗口自清洁气刀控制系统及装置

技术领域

本发明涉及光学仪器技术领域，尤其涉及用于遥测遥感的光学玻璃窗口自清洁气刀控制系统及装置。

背景技术

随着现代制造业的迅猛发展，对测量方法的要求越来越高，光学传感器凭借可测性与效能性，越来越多使用在需要测量数据的场合。光学仪器保洁是保证光学仪器的光学部件正常工作所采取的维保措施，是光学仪器可否正常工作的必要一环。特别是通光窗口光学镜头受到污染后，测量光不能正常通过使光学传感器不能正常侦测到光信号，引起检测结果不准确。

为保护环境设置在户外的光学环境监测设备越来越多，尤其是设置在近道路两旁的光学设备，容易受到城市洒水车，园林车冲刷道路污水以及过往车辆的影响，通光窗口光学镜头经常被污染；影响了光学传感器的正常工作，造成通光窗口进光量减少，有效光通量衰减严重，使光学传感器接收不到正常信号导致系统工作失效。一旦发射端、接收端之间光路有大量颗粒物等，将会极大影响测量的准确性。目前部分光学镜头虽然可带有刮刷装置，但只能“干刮”，这样干刮越刮越影响光信号传输，甚至刮花镜头。随着监测点位增加，人工擦洗通光窗口光学镜头难以为继，维护效率低下成本高。

基于此，需要能够解决需要人工定期巡视检测的用于遥测遥感的光学玻璃窗口自清洁气刀控制系统及装置被设计出来。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有方案中存在需要人工定期巡视检测的缺点，而提出的用于遥测遥感的光学玻璃窗口自清洁气刀控制系统及装置。

本发明是通过以下技术方案实现：

用于遥测遥感的光学玻璃窗口自清洁气刀控制系统，包括：

距离传感器，配置为检测所述移动装置到目标接收装置的距离；

驱动单元，配置为向目标接收装置发出信号，其中，所述信号包含压力信号；

气刀单元，配置为将驱动单元产生的高压空气经过处理形成刀状风口，以清洗对应的玻璃窗口；以及

控制单元，与所述距离传感器和所述驱动单元分别电连接，配置为根据检测的所述距离改变所述驱动单元的压力值，以使得所述目标接收装置接收到的信号的气压值达到其预设的启动压力，并根据接收到的信号的气压值发送指令给驱动单元以使驱动单元启动或停止。

进一步地，所述控制单元配置为：

判断检测的所述距离是否在阈值之内；

当检测的所述距离在阈值之内时，控制所述驱动单元以延时模式发出所述信号；

当检测的所述距离在阈值之外时，改变所述驱动单元产生的压力，以使所述目标接收装置接收到的信号的气压值达到其预设的启动压力，其中，以计时模式发出所述信号，并在预设时间完成后关闭驱动单元，打开延时模式。

更进一步地，所述控制单元包括：

驱动电路，用于驱动所述驱动单元；以及

微控制器，用于向所述驱动电路发送控制信号，且被配置为：

获取数据帧，所述数据帧中包括数据正文和距离判断位，所述距离判断位表示检测的距离；

根据距离判断位，开启对应的驱动模式；以及

根据对应的驱动模式和所述数据正文，微控制器生成控制指令并发送给驱动单元，以使驱动单元开启或关闭。

进一步地，所述驱动单元包括连接在一起的高压储气罐和高压气体压缩机，所述控制单元根据所述高压储气罐的压力值控制高压气体压缩机启动或者停止。

进一步地，所述距离传感器为超声波雷达。

一种多光谱光学玻璃窗口自清洁气刀控制装置，包括设置在道路地基台面上的光学仪器机柜，所述光学仪器机柜内设置有微控制器和驱动装置，所述微控制器设置在光学仪器机柜的侧壁内，所述驱动装置设置在光学仪器机柜的底部上，所述光学仪器机柜的上端外设置有距离传感器，所述光学仪器机柜的侧壁外依次设置有多光谱光学玻璃窗口和气刀，所述气刀具有均压腔和设置在均压腔出口的气刀出风口，所述气刀出风口与多光谱光学玻璃窗口相对应；其中，

所述微控制器分别电性连接至距离传感器和驱动装置，所述驱动装置的另一侧通过管道与均压腔连接。

进一步地，所述驱动装置包括高压储气罐和高压气体压缩机，所述高压气体压缩机的一侧和微控制器电性连接，所述高压气体压缩机的另一侧通过管道与高压储气罐的一侧连接，所述高压储气罐的另一侧通过管道与均压腔连接。

更进一步地，所述高压储气罐内设置有压力传感器，所述压力传感器电性连接至微控制器。

进一步地，所述距离传感器为超声波雷达。

与现有的技术相比，本发明带来的有益效果是：

1、本发明通过设置气刀单元，利用气刀拦截去污自洁，高速气流拦截横向冲击的污水(尘)，无损保护通光窗口光学镜头；

2、本发明通过设置控制单元，可以判断是否有潜在污染条件，如洒水车等污染源溅射冲击经过光学仪器设备，可以智能判断系统是否执行清洁工作，这样避免了能源浪费；

3、本发明通过设置距离传感器可以自动感测到洒水车、道路清洁车以及从光学仪器设备前运动经过的其他车辆，无需安排人员现场管理，减少了人力成本，提高了环境光学仪器设备的有效运行率；

4、本发明通过高压气体压缩机和高压储气罐的组合运用，保证了气刀工作所需高气压阈值，高压储气罐在气刀工作的时候给风刀足够的压力，而高压气体压缩机不断给高压气罐增压直到到达预定阈值。

附图说明

图1为本发明一个实施例中控制装置的俯视立体结构示意图；

图2为本发明一个实施例中控制装置的俯视立体风刀吹扫示意图；

图3为本发明一个实施例中控制装置的安装示意图；

图4为本发明一个实施例中控制系统的启动控制逻辑图；

图5为本发明一个实施例中控制系统的中断控制逻辑图；

图6为本发明一个实施例中控制系统的示意图；

图中：

1、气刀，2、均压腔，3、高压送风管，4、高压气体压缩机，5、高压储气罐，6、微控制器，7、超声波雷达，8、光学仪器机柜，9、多光谱光学玻璃窗口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1至图6，用于遥测遥感的光学玻璃窗口自清洁气刀控制系统，包括：

距离传感器，配置为检测所述移动装置到目标接收装置的距离；

驱动单元，配置为向目标接收装置发出信号，其中，所述信号包含压力信号；

气刀单元，配置为将驱动单元产生的高压空气经过处理形成刀状风口，以清洗对应的玻璃窗口；以及

控制单元，与所述距离传感器和所述驱动单元分别电连接，配置为根据检测的所述距离改变所述驱动单元的压力值，以使得所述目标接收装置接收到的信号的气压值达到其预设的启动压力，并根据接收到的信号的气压值发送指令给驱动单元以使驱动单元启动或停止。

具体实施时，所述控制单元配置为：

判断检测的所述距离是否在阈值之内；

当检测的所述距离在阈值之内时，控制所述驱动单元以延时模式(延时时间设置为T1mS，T1为预设)发出所述信号；

当检测的所述距离在阈值之外时，(开始计时T2S)改变所述驱动单元产生的压力，以使所述目标接收装置接收到的信号的气压值达到其预设的启动压力，其中，以计时模式发出所述信号，并在预设时间(TS时间)完成后关闭驱动单元，打开延时模式。

具体实施时，所述控制单元包括：

驱动电路，用于驱动所述驱动单元；以及

微控制器6，用于向所述驱动电路发送控制信号，且被配置为：

获取数据帧，所述数据帧中包括数据正文和距离判断位，所述距离判断位表示检测的距离；

根据距离判断位，开启对应的驱动模式；以及

根据对应的驱动模式和所述数据正文，微控制器6生成控制指令并发送给驱动单元，以使驱动单元开启或关闭。

具体实施时，所述驱动单元包括连接在一起的高压储气罐5和高压气体压缩机4，所述控制单元根据所述高压储气罐5的压力值控制高压气体压缩机4启动或者停止。

具体实施时，所述距离传感器为超声波雷达7。

在上述技术方案中，所述阈值根据移动装置所确定，所述移动装置为各类车辆，不同的车辆的行驶速度不一样，需要通过所要屏蔽的车辆类型来确定行驶速度，从而得到阈值范围。

一种多光谱光学玻璃窗口自清洁气刀控制装置，包括设置在道路地基台面上的光学仪器机柜8，所述光学仪器机柜8内设置有微控制器6和驱动装置，所述微控制器6设置在光学仪器机柜8的侧壁内，所述驱动装置设置在光学仪器机柜8的底部上，所述光学仪器机柜8的上端外设置有距离传感器，所述光学仪器机柜8的侧壁外依次设置有多光谱光学玻璃窗口9和气刀1，所述气刀1具有均压腔2和设置在均压腔2出口的气刀1出风口，所述气刀1出风口与多光谱光学玻璃窗口9相对应；其中，

所述微控制器6分别电性连接至距离传感器和驱动装置，所述驱动装置的另一侧通过管道与均压腔2连接。

具体实施时，所述驱动装置包括高压储气罐5和高压气体压缩机4，所述高压气体压缩机4的一侧和微控制器6电性连接，所述高压气体压缩机4的另一侧通过管道与高压储气罐5的一侧连接，所述高压储气罐5的另一侧通过管道与均压腔2连接。

具体实施时，所述高压储气罐5内设置有压力传感器，所述压力传感器电性连接至微控制器6。

具体实施时，所述距离传感器为超声波雷达7。

本发明的工作实现过程为：

超声波雷达7检测到有车辆接近光学仪器机柜8时，发送信号给微控制器6，微控制器6判断有可能污水源靠近，发送指令给高压储气罐5的电气开关打开，高压储气罐5内的高压气体通过高压送风管3送达气刀1的均压腔2，气刀1的出风口产生高压气流。微控制器6内部的计时器，在经过一定时间后，向高压储气罐5的电气开关发送关闭指令，关闭开关，使气刀1停止工作。微控制器6的运用，可以智能判断是否有潜在污染条件经过设备，从而智能判断系统是否执行清洁工作，这样避免了能源浪费。

所述高压气体压缩机4和高压储气罐5的组合运用，保证了气刀1工作所需高气压。高压储气罐5自带电气控制开关，在微控制器6的控制下，打开或者关闭开关，让高压气流通过高压送风管3送达气刀1，使其正常工作。高压储气罐5自带的压力传感器可以检测高压储气罐5内部气压，通过电气连接把数值反馈给微控制器6，微控制器6得到返回的高压储气罐5内部气压值，当气压值小于预设值的下限，微控制器6发送指令给高压气体压缩机4电气开关，使其工作产生高压，当气压值到达预设值上限，微控制器6发送指令给高压气体压缩机4电气开关，使其停止工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.用于遥测遥感的光学玻璃窗口自清洁气刀控制系统，其特征在于，包括：

距离传感器，配置为检测所述移动装置到目标接收装置的距离；

驱动单元，配置为向目标接收装置发出信号，其中，所述信号包含压力信号；

气刀单元，配置为将驱动单元产生的高压空气经过处理形成刀状风口，以清洗对应的玻璃窗口；以及

控制单元，与所述距离传感器和所述驱动单元分别电连接，配置为根据检测的所述距离改变所述驱动单元的压力值，以使得所述目标接收装置接收到的信号的气压值达到其预设的启动压力，并根据接收到的信号的气压值发送指令给驱动单元以使驱动单元启动或停止。

2.根据权利要求1所述的用于遥测遥感的光学玻璃窗口自清洁气刀控制系统，其特征在于，所述控制单元配置为：

判断检测的所述距离是否在阈值之内；

当检测的所述距离在阈值之内时，控制所述驱动单元以延时模式发出所述信号；

当检测的所述距离在阈值之外时，改变所述驱动单元产生的压力，以使所述目标接收装置接收到的信号的气压值达到其预设的启动压力，其中，以计时模式发出所述信号，并在预设时间完成后关闭驱动单元，打开延时模式。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的用于遥测遥感的光学玻璃窗口自清洁气刀控制系统，其特征在于，所述控制单元包括：

驱动电路，用于驱动所述驱动单元；以及

微控制器，用于向所述驱动电路发送控制信号，且被配置为：

获取数据帧，所述数据帧中包括数据正文和距离判断位，所述距离判断位表示检测的距离；

根据距离判断位，开启对应的驱动模式；以及

根据对应的驱动模式和所述数据正文，微控制器生成控制指令并发送给驱动单元，以使驱动单元开启或关闭。

4.根据权利要求1所述的用于遥测遥感的光学玻璃窗口自清洁气刀控制系统，其特征在于：所述驱动单元包括连接在一起的高压储气罐和高压气体压缩机，所述控制单元根据所述高压储气罐的压力值控制高压气体压缩机启动或者停止。

5.根据权利要求1所述的用于遥测遥感的光学玻璃窗口自清洁气刀控制系统，其特征在于：所述距离传感器为超声波雷达。

6.用于遥测遥感的光学玻璃窗口自清洁气刀控制装置，其特征在于：包括设置在道路地基台面上的光学仪器机柜，所述光学仪器机柜内设置有微控制器和驱动装置，所述微控制器设置在光学仪器机柜的侧壁内，所述驱动装置设置在光学仪器机柜的底部上，所述光学仪器机柜的上端外设置有距离传感器，所述光学仪器机柜的侧壁外依次设置有多光谱光学玻璃窗口和气刀，所述气刀具有均压腔和设置在均压腔出口的气刀出风口，所述气刀出风口与多光谱光学玻璃窗口相对应；其中，

所述微控制器分别电性连接至距离传感器和驱动装置，所述驱动装置的另一侧通过管道与均压腔连接。

7.根据权利要求6所述的用于遥测遥感的光学玻璃窗口自清洁气刀控制装置，其特征在于：所述驱动装置包括高压储气罐和高压气体压缩机，所述高压气体压缩机的一侧和微控制器电性连接，所述高压气体压缩机的另一侧通过管道与高压储气罐的一侧连接，所述高压储气罐的另一侧通过管道与均压腔连接。

8.根据权利要求7所述的用于遥测遥感的光学玻璃窗口自清洁气刀控制装置，其特征在于：所述高压储气罐内设置有压力传感器，所述压力传感器电性连接至微控制器。

9.根据权利要求6所述的用于遥测遥感的光学玻璃窗口自清洁气刀控制装置，其特征在于：所述距离传感器为超声波雷达。