CN112033531B - 一种基于单光子探测器的便携式试卷清点装置及方法 - Google Patents

一种基于单光子探测器的便携式试卷清点装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及试卷清点技术，具体是一种基于单光子探测器的便携式试卷清点装置及方法。本发明解决了人工清点试卷费时费力、清点准确率低的问题。一种基于单光子探测器的便携式试卷清点装置，包括箱形壳体、两个导轨副、两根吊杆、激光器、反射镜、单光子探测器、电源、PC机；其中，箱形壳体的右侧壁下边缘开设有左右贯通的矩形操作孔，且矩形操作孔的下孔壁与箱形壳体的内底壁衔接；箱形壳体的底壁右部开设有上下贯通的装配孔；箱形壳体的左侧壁开设有左右贯通的穿线孔；第一个导轨副的导轨沿纵向固定于箱形壳体的内顶壁左部；第二个导轨副的导轨沿纵向固定于箱形壳体的内顶壁右部；两个导轨副的滑块均朝下。本发明适用于学校、考试机构等。

Description

一种基于单光子探测器的便携式试卷清点装置及方法
技术领域
本发明涉及试卷清点技术，具体是一种基于单光子探测器的便携式试卷清点装置及方法。
背景技术
近年来，随着社会的不断进步，需要的人才越来越多，各种各样的考试也越来越多。在考试过程中，试卷清点是一道必不可少的环节。目前，试卷清点普遍采用人工进行。实践表明，人工清点试卷不仅费时费力，而且清点准确率低。基于此，有必要发明一种基于单光子探测器的便携式试卷清点装置及方法，以解决人工清点试卷费时费力、清点准确率低的问题。
发明内容
本发明为了解决人工清点试卷费时费力、清点准确率低的问题，提供了一种基于单光子探测器的便携式试卷清点装置及方法。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种基于单光子探测器的便携式试卷清点装置，包括箱形壳体、两个导轨副、两根吊杆、激光器、反射镜、单光子探测器、电源、PC机；其中，箱形壳体的右侧壁下边缘开设有左右贯通的矩形操作孔，且矩形操作孔的下孔壁与箱形壳体的内底壁衔接；箱形壳体的底壁右部开设有上下贯通的装配孔；箱形壳体的左侧壁开设有左右贯通的穿线孔；第一个导轨副的导轨沿纵向固定于箱形壳体的内顶壁左部；第二个导轨副的导轨沿纵向固定于箱形壳体的内顶壁右部；两个导轨副的滑块均朝下；第一根吊杆垂直固定于第一个导轨副的滑块的下表面；第二根吊杆垂直固定于第二个导轨副的滑块的下表面；激光器固定于第一根吊杆的下端，且激光器的出射端朝右；反射镜固定于第二根吊杆的下端，且反射镜的镜面向左倾斜设置；反射镜的入射端正对激光器的出射端；单光子探测器固定嵌设于装配孔内，且单光子探测器低于箱形壳体的内底壁；单光子探测器的入射端朝上且正对反射镜的出射端；电源位于箱形壳体外，且电源的输出端穿过穿线孔与激光器的供电端连接；PC机位于箱形壳体外，且PC机的输入端与单光子探测器的输出端连接。
还包括四根支撑腿；四根支撑腿一一对应地垂直固定于箱形壳体的外底壁四角。
还包括矩形托板；矩形托板水平固定于箱形壳体的右外侧壁下边缘，且矩形托板的上表面与矩形操作孔的下孔壁衔接。
还包括限位挡板；限位挡板沿纵向垂直固定于箱形壳体的内底壁右部，且限位挡板的右表面与装配孔的左孔壁衔接。
所述箱形壳体为透明壳体。
考虑到装置的便携性及用户需求，所述电源采用锂离子电池。
一种基于单光子探测器的试卷清点方法(该方法是基于本发明所述的一种基于单光子探测器的便携式试卷清点装置实现的)，该方法是采用如下步骤实现的：
步骤一：将待清点的一摞试卷经矩形操作孔水平放入箱形壳体内，并保证该摞试卷的左边缘位于单光子探测器的入射端与反射镜的出射端之间；
步骤二：启动激光器，激光器发出的光束经反射镜入射到该摞试卷的左边缘；光束中的部分光子被该摞试卷吸收，剩余光子穿过该摞试卷入射到单光子探测器；单光子探测器探测到剩余光子的数量N，并将探测结果发送至PC机；
步骤三：PC机先根据剩余光子的数量N计算出光束穿过该摞试卷后的光强I，再根据光束穿过该摞试卷后的光强I计算出该摞试卷的厚度d，然后根据该摞试卷的厚度d计算出试卷的张数m，由此完成该摞试卷的清点；具体计算公式如下：
I＝Nhν (1)；
Figure BDA0002667915750000031
Figure BDA0002667915750000032
式(1)～(3)中：h表示普朗克常量；ν表示激光器的输出频率；I0表示激光器的输出光强；αa(λ)表示单张试卷的吸收系数；d0表示单张试卷的厚度；h、ν、I0、αa(λ)、d0均为已知量。
所述步骤三中，ν、I0均为预先设定的已知量；αa(λ)、d0均为预先测定的已知量。
与人工清点试卷相比，本发明所述的一种基于单光子探测器的便携式试卷清点装置及方法通过利用纸张的吸光性质，实现了快捷、方便、准确地进行试卷清点，由此不仅使得清点过程省时省力，而且大幅提高了清点准确率。
本发明结构合理、设计巧妙，有效解决了人工清点试卷费时费力、清点准确率低的问题，适用于学校、考试机构等。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1-箱形壳体，2-导轨副，3-吊杆，4-激光器，5-反射镜，6-单光子探测器，7-电源，8-PC机，9-矩形操作孔，10-装配孔，11-穿线孔，12-支撑腿，13-矩形托板，14-限位挡板，15-试卷；虚线表示光束。
具体实施方式
一种基于单光子探测器的便携式试卷清点装置，包括箱形壳体1、两个导轨副2、两根吊杆3、激光器4、反射镜5、单光子探测器6、电源7、PC机8；其中，箱形壳体1的右侧壁下边缘开设有左右贯通的矩形操作孔9，且矩形操作孔9的下孔壁与箱形壳体1的内底壁衔接；箱形壳体1的底壁右部开设有上下贯通的装配孔10；箱形壳体1的左侧壁开设有左右贯通的穿线孔11；第一个导轨副2的导轨沿纵向固定于箱形壳体1的内顶壁左部；第二个导轨副2的导轨沿纵向固定于箱形壳体1的内顶壁右部；两个导轨副2的滑块均朝下；第一根吊杆3垂直固定于第一个导轨副2的滑块的下表面；第二根吊杆3垂直固定于第二个导轨副2的滑块的下表面；激光器4固定于第一根吊杆3的下端，且激光器4的出射端朝右；反射镜5固定于第二根吊杆3的下端，且反射镜5的镜面向左倾斜设置；反射镜5的入射端正对激光器4的出射端；单光子探测器6固定嵌设于装配孔10内，且单光子探测器6低于箱形壳体1的内底壁；单光子探测器6的入射端朝上且正对反射镜5的出射端；电源7位于箱形壳体1外，且电源7的输出端穿过穿线孔11与激光器4的供电端连接；PC机8位于箱形壳体1外，且PC机8的输入端与单光子探测器6的输出端连接。
还包括四根支撑腿12；四根支撑腿12一一对应地垂直固定于箱形壳体1的外底壁四角。
还包括矩形托板13；矩形托板13水平固定于箱形壳体1的右外侧壁下边缘，且矩形托板13的上表面与矩形操作孔9的下孔壁衔接。
还包括限位挡板14；限位挡板14沿纵向垂直固定于箱形壳体1的内底壁右部，且限位挡板14的右表面与装配孔10的左孔壁衔接。
所述箱形壳体1为透明壳体。
所述电源7采用锂离子电池。
一种基于单光子探测器的试卷清点方法(该方法是基于本发明所述的一种基于单光子探测器的便携式试卷清点装置实现的)，该方法是采用如下步骤实现的：
步骤一：将待清点的一摞试卷15经矩形操作孔9水平放入箱形壳体1内，并保证该摞试卷15的左边缘位于单光子探测器6的入射端与反射镜5的出射端之间；
步骤二：启动激光器4，激光器4发出的光束经反射镜5入射到该摞试卷15的左边缘；光束中的部分光子被该摞试卷15吸收，剩余光子穿过该摞试卷15入射到单光子探测器6；单光子探测器6探测到剩余光子的数量N，并将探测结果发送至PC机8；
步骤三：PC机8先根据剩余光子的数量N计算出光束穿过该摞试卷15后的光强I，再根据光束穿过该摞试卷15后的光强I计算出该摞试卷15的厚度d，然后根据该摞试卷15的厚度d计算出试卷15的张数m，由此完成该摞试卷15的清点；具体计算公式如下：
I＝Nhν (1)；
Figure BDA0002667915750000051
Figure BDA0002667915750000052
式(1)～(3)中：h表示普朗克常量；ν表示激光器4的输出频率；I0表示激光器4的输出光强；αa(λ)表示单张试卷15的吸收系数；d0表示单张试卷15的厚度；h、ν、I0、αa(λ)、d0均为已知量。
所述步骤三中，ν、I0均为预先设定的已知量；αa(λ)、d0均为预先测定的已知量。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于单光子探测器的便携式试卷清点装置，其特征在于：包括箱形壳体(1)、两个导轨副(2)、两根吊杆(3)、激光器(4)、反射镜(5)、单光子探测器(6)、电源(7)、PC机(8)；其中，箱形壳体(1)的右侧壁下边缘开设有左右贯通的矩形操作孔(9)，且矩形操作孔(9)的下孔壁与箱形壳体(1)的内底壁衔接；箱形壳体(1)的底壁右部开设有上下贯通的装配孔(10)；箱形壳体(1)的左侧壁开设有左右贯通的穿线孔(11)；第一个导轨副(2)的导轨沿纵向固定于箱形壳体(1)的内顶壁左部；第二个导轨副(2)的导轨沿纵向固定于箱形壳体(1)的内顶壁右部；两个导轨副(2)的滑块均朝下；第一根吊杆(3)垂直固定于第一个导轨副(2)的滑块的下表面；第二根吊杆(3)垂直固定于第二个导轨副(2)的滑块的下表面；激光器(4)固定于第一根吊杆(3)的下端，且激光器(4)的出射端朝右；反射镜(5)固定于第二根吊杆(3)的下端，且反射镜(5)的镜面向左倾斜设置；反射镜(5)的入射端正对激光器(4)的出射端；单光子探测器(6)固定嵌设于装配孔(10)内，且单光子探测器(6)低于箱形壳体(1)的内底壁；单光子探测器(6)的入射端朝上且正对反射镜(5)的出射端；电源(7)位于箱形壳体(1)外，且电源(7)的输出端穿过穿线孔(11)与激光器(4)的供电端连接；PC机(8)位于箱形壳体(1)外，且PC机(8)的输入端与单光子探测器(6)的输出端连接；
所述基于单光子探测器的便携式试卷清点装置还包括矩形托板(13)；矩形托板(13)水平固定于箱形壳体(1)的右外侧壁下边缘，且矩形托板(13)的上表面与矩形操作孔(9)的下孔壁衔接；
所述基于单光子探测器的便携式试卷清点装置还包括限位挡板(14)；限位挡板(14)沿纵向垂直固定于箱形壳体(1)的内底壁右部。
2.根据权利要求1所述的一种基于单光子探测器的便携式试卷清点装置，其特征在于：还包括四根支撑腿(12)；四根支撑腿(12)一一对应地垂直固定于箱形壳体(1)的外底壁四角。
3.根据权利要求1所述的一种基于单光子探测器的便携式试卷清点装置，其特征在于：所述限位挡板(14)的右表面与装配孔(10)的左孔壁衔接。
4.根据权利要求1所述的一种基于单光子探测器的便携式试卷清点装置，其特征在于：所述箱形壳体(1)为透明壳体。
5.根据权利要求1所述的一种基于单光子探测器的便携式试卷清点装置，其特征在于：所述电源(7)采用锂离子电池。
6.一种基于单光子探测器的试卷清点方法，该方法是基于如权利要求1所述的一种基于单光子探测器的便携式试卷清点装置实现的，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：
步骤一：将待清点的一摞试卷(15)经矩形操作孔(9)水平放入箱形壳体(1)内，并保证该摞试卷(15)的左边缘位于单光子探测器(6)的入射端与反射镜(5)的出射端之间；
步骤二：启动激光器(4)，激光器(4)发出的光束经反射镜(5)入射到该摞试卷(15)的左边缘；光束中的部分光子被该摞试卷(15)吸收，剩余光子穿过该摞试卷(15)入射到单光子探测器(6)；单光子探测器(6)探测到剩余光子的数量N，并将探测结果发送至PC机(8)；
步骤三：PC机(8)先根据剩余光子的数量N计算出光束穿过该摞试卷(15)后的光强I，再根据光束穿过该摞试卷(15)后的光强I计算出该摞试卷(15)的厚度d，然后根据该摞试卷(15)的厚度d计算出试卷(15)的张数m，由此完成该摞试卷(15)的清点；具体计算公式如下：
I＝Nhν (1)；
Figure FDA0003089844930000022
Figure FDA0003089844930000021
式(1)～(3)中：h表示普朗克常量；ν表示激光器(4)的输出频率；I0表示激光器(4)的输出光强；αa(λ)表示单张试卷(15)的吸收系数；d0表示单张试卷(15)的厚度；h、ν、I0、αa(λ)、d0均为已知量。
7.根据权利要求6 所述的一种基于单光子探测器的试卷清点方法，其特征在于：所述步骤三中，ν、I0均为预先设定的已知量；αa(λ)、d0均为预先测定的已知量。
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