CN111060199B - 一种带自检装置的光检测系统及自检方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带自检装置的光检测系统，包括：用于聚合光线的聚光部件，设置在所述聚光部件一端的探测器以及设置在所述聚光部件一侧用于对所述探测器进行自检测的第一自检装置。通过在聚光部件侧面设置一个自检装置，用于系统中探测器的自检，当系统出现检测异常时，通过单独的对探测器进行检测判断，可以容易的判断出异常的原因，方便了用户对系统的维护。

Description

一种带自检装置的光检测系统及自检方法

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，尤其涉及一种带自检装置的光检测系统及自检方法。

背景技术

在光能量探测领域，当被测物距离探测器较远并且发光能量相对较弱时，需要在被测物和探测器之间使用聚光光路，尽可能的收集被测物发出的光，使其入射到探测器上，通常该聚光光路有两种型式，导光棒方式和聚光透镜方式，其中导光棒聚光具有聚光效率高、出射光斑均匀、导光距离长等优点，当光电传感器感光面较大(如光电倍增管)并且要求聚光效率较高的场合需要使用导光棒方式聚光，但是导光棒聚光要求导光棒两个端面距离发光面和探测器表面越近越好，导致光轴区域几乎全部被导光棒占据，而一般该种检测系统为了保证测值的准确性，需要设计自检光源，一般该自检光源放置于导光棒前端的光轴处，但是当系统发生故障时，如测值衰减时，无法确定是导光棒污染导致还是光电传感器本身灵敏度下降导致，如果需要确定光学系统故障的具体原因，仅使一路自检光路不经过导光棒直照射到光电传感器上，这将使设计变得十分困难。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种带自检装置的光检测系统及自检方法，旨在解决现有技术中光检测系统出现异常时，异常原因难以判断的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

第一方面，一种带自检装置的光检测系统，其中，包括：用于聚合光线的聚光部件，设置在所述聚光部件一端的探测器以及设置在所述聚光部件一侧用于对所述探测器进行自检测的第一自检装置。

可选地，所述的带自检装置的光检测系统，其中，还包括用于对光检测系统进行自检的第二自检装置，所述第二自检装置设置在所述聚光部件的另一端。

可选地，所述第一自检装置包括第一自检光源、设置在所述第一自检光源出光面一侧的第一光电传感器以及设置在所述自检光源光轴上的第一中性衰减片。

可选地，所述的带自检装置的光检测系统，其中，所述第二自检装置包括第二自检光源、设置在所述第二自检光源出光面一侧的第二光电传感器以及设置在所述自检光源光轴上的第二中性衰减片。

可选地，所述的带自检装置的光检测系统，其中，所述聚光部件为导光棒或聚光透镜。

可选地，所述的带自检装置的光检测系统，其中，所述第二自检装置设置在所述聚光部件的光轴上。

可选地，所述的带自检装置的光检测系统，其中，所述第一自检光源发出的光与所述聚光部件的光轴之间的夹角为45-60度。

可选地，所述的带自检装置的光检测系统，其中，所述第一自检光源为LED光源、所述第二自检光源为LED光源。

可选地，所述的带自检装置的光检测系统，其中，所述第一光电传感器为光电池，所述第二光电传感器为光电池。

可选地，所述的带自检装置的光检测系统，其中，所述探测器为用于光能量检测的光子计数器。

有益效果：本发明提供一种带自检装置的光检测系统，包括：用于聚合光线的聚光部件，设置在所述聚光部件一端的探测器以及设置在所述聚光部件一侧用于对所述探测器进行自检测的第一自检装置。通过在聚光部件侧面设置一个自检装置，用于系统中探测器的自检，当系统出现检测异常时，通过单独的对探测器进行检测判断，可以辅容易的判断出异常的原因，方便了用户对系统的维护。

附图说明

图1为本发明提供的较佳实施例中带自检装置的光检测系统结构图。

图2为本发明提供的较佳实施例中第一自检装置工作原理示意图。

图3为本发明提供的较佳实施例中第二自检装置工作原理示意图。

图4为本发明提供的较佳实施例中综合检测光路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。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。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。。

如图1所示，一种带自检装置的光检测系统，包括：用于聚合光线的聚光部件10，设置在所述聚光部件10一端的探测器20以及设置在所述聚光部件10一侧用于对所述探测器20进行自检测的第一自检装置30。其中，所述聚光部件10为导光棒或聚光镜。

在本实施例中，当发现光检测系统出现异常时，此时导致出现异常的原因可能有多种，比如可能是聚光部件10出现异常、探测器20出现异常或者聚光部件10和探测器20同时出现异常。通过设置在聚光部件10侧边的第一自检装置30单独对所述探测器20进行检测，当检测结果显示正常时，则表明异常的原因很大程度上是来自于聚光部件10。此时重点对聚光部件10进行检测即可。在本发明中，通过在聚光部件的侧面设置第一检测装置30检测，使得第一自检装置30所发出的检测光可以容易的到达探测器，而不会受其他部件的影响，从而可以容易的判断出导致异常出现的原因。

在本实施例中，如图2所示，第一自检装置30工作原理如下：

由光源1发出光线，一部分光线照射到光电传感器2上，用于对光源1光能量进行检测或用于光源1发光的自校准。一部分光线照射到探测器20的感光面上，用于对探测器20本身性能进行检测。其中，所涉及到的光源1，光电传感器2、聚光部件10以及探测器20均设置在暗室5内。此处所记载的暗室是指不透光的空间。

在本实施例中，如图3-4所示，第二自检装置40工作原理如下：

由光源3发出光线，一部分光线照射到光电传感器4上，用于对光源光能量进行检测或用于光源发光的自校准。一部分光线进入直接通过聚光部件10照射到探测器20的感光面上，用于对聚光部件10污染、破损以及探测器本身性能进行检测。其中，所涉及到的光源3，光电传感器4、聚光部件10以及探测器20均设置在暗室5内。所述的暗室是指不透光的空间。

在一些实施方式中，所述第一自检装置30包括第一自检光源301、设置在所述第一自检光源301出光面一侧的第一光电传感器302以及设置在所述自检光源301光轴上的第一中性衰减片303。其中，所述中性衰减片(光学衰减片)，指的是利用物质对光的吸收特性，制成片状，放在光路上，可以将光强衰减的这种片状元件。光通过衰减片的多少与材料种类有关，也与材料的厚度有关。如衰减片上标准的透过率为0.02，表明光通过该衰减片后，只透过去原来光强的百分之二。一束光中含有不同的波长的光，中性衰减片的含义是，光通过这种衰减片后，不同波长均按同一比例衰减。

具体地，所述自检光源301为LED光源，所述第二光电传感器302为光电池，由LED光源301发光，一部分光线直接照射到光电池302上，通过检测光电池的性能变化来对LED光源的光能量进行检测或者进行自校准。而另外一部分光线经过第一中性衰减片303衰减后进入探测器20，对探测器20进行自检。

进一步，所述第一自检光源发出的光与所述聚光部件的光轴之间的夹角为45-60度。

具体地，如图2所示，所述第一自检发光源发出的光与光轴之间的夹角为a，其中，a的取值范围可以是45-60度。当a值小于45度时，要求导光棒的直径要适当的减小，否则部分光线会照射到导光棒，对自检结果造成影响，而导光棒直径减小后会影响整个检测设备的性能。当a的取值在45度时既保证了检测所需要光照，也避免了光线照射到导光棒上。而当a值大于60度时，为了保证光照需要将探测器(光子检测器)的受光面尺寸做大，导致整个检测设备的尺寸也相应变化，增加了产品生成制作成本。

当然角度a的取值也可以根据设备的尺寸和安装方式做实际的调整。

在一些实施方式中，结合图1，所述第二自检装置40包括第二自检光源401、设置在所述第二自检光源401出光面一侧的第二光电传感器402以及设置在所述自检光源401光轴上的第二中性衰减片403。

具体地，所述自检光源401为LED光源，所述第二光电传感器402为光电池，由LED光源401发光，一部分光线直接照射到光电池402上，通过检测光电池的性能变化来对LED光源的光能量进行检测或者进行自校准。而另外一部分光线经过第二中性衰减片403衰减后进入聚光部件10以及探测器20，对整个系统进行自检。

进一步，所述第二自检装置40设置在所述聚光部件10的光轴上。将第二自检装置设置在聚光部件10所在光路的光轴上，可以更好的对光线进行聚集。

在一些实施方式中，所述探测器20为用于光能量检测的光子计数器。

具体地，所述光子计数器是一种基于直接探测量子限理论的极微弱光脉冲检测设备。它利用光电倍增管的单光子检测技术，通过对电子计数器鉴别并测量单位时间内的光子数，从而检测离散微弱光脉冲信号功率。根据对外部扰动的补偿方式，光子计数器分为三类:基本型、背景补偿性和辐射源补偿性。本发明中所用的是基本型，当然其他两种类型的也可以用于本发明。

下面通过具体的检测方法对光检测系统做进一步的解释说明。

结合图1，具体地，当进行被测物发光检测时，第一自检装置以及第二自检装置光源关闭，当无被测物发光测试时，可进行探测器性能自检，自检方法为，首先打开光源401，自检光源光源401发出的光一部分照射到光电传感器402上，用于光源401光能量的检测或者光源401发光的自校准，一部分光穿过导光棒10照射到探测器20感光面，用于整个检测系统性能自检，其中包括导光棒污染10、碎裂等及探测器20本身性能检测，若检测到整个光学检测系统性能正常，则无需打开第一自检装置，若检测到探测器测值异常，关闭第二自检装置40。

开启第一自检装置，对所述探测器20进行自检测，若检测结果显示正常时，则判断是所述聚光部件10出现故障。

具体地，打开第一自检装置30的自检光源301检测探测器20本身是否有故障，检测过程为：打开自检光源301，自检光源301发出的光一部分照射到光电传感器302上，用于自检光源301能量的检测或者自检光源301发光的自校准，一部分光相对导光棒光轴倾斜照射到探测器20上，用于探测器20的性能检测，若检测到探测器20故障，则说明光学系统故障原因为探测器20故障或者探测器20和导光棒10同时故障，若检测到探测器20无故障，则说明光学系统故障原因为导光棒本10身导致。从而方便用户对异常原因进行查找。

综上所述，本发明提供一种带自检装置的光检测系统，包括：用于聚合光线的聚光部件，设置在所述聚光部件一端的探测器以及设置在所述聚光部件一侧用于对所述探测器进行自检测的第一自检装置。通过在聚光部件侧面设置一个自检装置，用于系统中探测器的自检，当系统出现检测异常时，通过单独的对探测器进行检测判断，可以辅容易的判断出异常的原因，方便了用户对系统的维护。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种带自检装置的光检测系统，其特征在于，包括：用于聚合光线的聚光部件，设置在所述聚光部件一端的探测器以及设置在所述聚光部件一侧用于对所述探测器进行自检测的第一自检装置；

还包括用于对光检测系统进行自检的第二自检装置，所述第二自检装置设置在所述聚光部件的另一端；所述第二自检装置设置在所述聚光部件的光轴上；

所述第一自检装置包括第一自检光源、设置在所述第一自检光源出光面一侧的第一光电传感器以及设置在所述第一自检光源光轴上的第一中性衰减片；

所述第二自检装置包括第二自检光源、设置在所述第二自检光源出光面一侧的第二光电传感器以及设置在所述第二自检光源光轴上的第二中性衰减片；

所述光检测系统的自检方法包括：打开所述第二自检光源，所述第二自检光源发出的光一部分照射到所述第二光电传感器上，用于所述第二自检光源能量的检测，一部分光穿过所述聚光部件照射到所述探测器感光面，用于整个光检测系统性能自检，若检测到所述探测器测量值异常，关闭所述第二自检装置，开启所述第一自检装置，对所述探测器进行自检，若第一自检装置检测结果显示正常时，则所述聚光部件出现故障；

对所述探测器进行自检的方法包括：打开第一自检光源，所述第一自检光源发出的光一部分照射到所述第一光电传感器上，用于所述第一自检光源能量的检测，一部分光相对聚光部件光轴倾斜照射到所述探测器上，用于所述探测器的性能检测；若检测到所述探测器故障，说明光检测系统故障原因为所述探测器故障或所述探测器故障和所述聚光部件同时故障；若检测到所述探测器无故障，说明光检测系统故障原因为所述聚光部件导致；

所述聚光部件为导光棒或聚光透镜。

2.根据权利要求1所述的带自检装置的光检测系统，其特征在于，所述第一自检光源发出的光与所述聚光部件的光轴之间的夹角为45-60度。

3.根据权利要求1所述的带自检装置的光检测系统，其特征在于，所述第一自检光源为LED光源、所述第二自检光源为LED光源。

4.根据权利要求1所述的带自检装置的光检测系统，其特征在于，所述第一光电传感器为光电池，所述第二光电传感器为光电池。

5.根据权利要求1所述的带自检装置的光检测系统，其特征在于，所述探测器为用于光能量检测的光子计数器。

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