CN116296292B - 一种大面积照明光源的检测系统及产品 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大面积照明光源的检测系统及产品，涉及光强度检测技术领域，检测系统包括光学测量仪，所述光学测量仪包括移动平台，移动平台上可转动布设有检测横杆，检测横杆上均布设置有若干组光学检测节点；检测横杆与布设于移动平台上的驱动电机输出端固定连接，驱动电机用于驱动检测横杆旋转以实现角度调节；还包括：光照模块，光照模块用于将照明产品朝向光学测量仪方向照射以使激光光线与光学检测节点相垂直，以及检测模块，检测模块基于光学检测节点完成光强和光向的检测与输入，以及控制模块，控制模块基于接收来自检测模块的光信号并对光信号进行处理，以及显示模块，显示模块用于显示控制模块所处理后的的光斑均匀度数据。

Description

一种大面积照明光源的检测系统及产品

技术领域

本发明涉及光强度检测技术领域，具体涉及一种大面积照明光源的检测系统及产品。

背景技术

照明产品样品完成生产后，需要进行光照强度检测，通过光照强度检测来判定照明产品的光照强度是否符合设计要求，目前的照明产品在进行光照强度检测时，主要是通过光照强度检测仪来进行检测。

在现有技术中，如公告号为CN113740032A的专利文件公开了一种大尺寸激光光斑检测装置及方法，同时公开了包括M×N个测量单元，基座，M×N个热电阻，数据采集与处理单元；测量单元包括导热体和隔热基质；所述基座用于安装固定各个测量单元，各个导热体远离测量靶面的一端与对应的热电阻一一相连，各个热电阻与数据采集与处理单元电性连接；但是在实际应用过程中：

对于激光光斑，激光光斑的能量分布测量一般有两种方法：一种是非接触式的间接测量方法，即摄像法，漫反射屏接收远场激光照射，用图像摄取设备(近红外CCD摄像机或热像仪)记录漫反射屏上激光光斑的反射图像，测量激光光斑的相对能量分布，在漫反射屏上开小孔，小孔后放置定标探测器直接接收激光照射，测量该处的绝对能量密度，用该点的绝对能量密度对光斑的相对能量分布进行标定，也可以得到光斑的绝对能量密度分布，但实际摄像法受限于非接触间接性测试，无法精确测量光斑空间绝对能量密度分布；

另一种是探测器阵列直接测量方法，即用探测器阵列靶接收激光光斑，靶面按照一定的密度均匀安装激光探测器，通过探测器后续处理电路同时对激光探测器的响应信号进行处理得到激光光斑空间的绝对能量密度分布，一般的辐射类人造类光源是也是大面积阵列的热敏电阻利用温度的分布来测算出光斑的能量密度，或者是空心探针法，把光源固定在平动台上的高速旋转空心探针高速扫过光束横截面，部分光束通过探针传到探测器，对光束、光斑进行扫描，测得扫描线的强度分布同时，使平动台垂直于光束方向平动，测得多条扫描线的强度分布，得到整个光斑的功率密度分布。这种测量方法受限于装置固定不可移动，其光斑测量时要有固定的场地和环境应用范围单一；

照明产品的光照强度检测，需要人工手持测量器具进行测量，这类测量方法人力成本高、数据精度低、读取数据冗余、采集阵列节点繁多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大面积照明光源的检测系统及产品，其可检测范围的光源出射包括但不限于中远距离的紫外或红外光源、人造类光源(由人工设计制造的仪器、设备产生的光，例如:日光灯的光、激光或激光器准直扩束后的光)；检测一定面积范围内能量分布、光强分布、光功率分布、也可以检测一定面积范围内每个位置的能量密度、光功率密度；

解决以下技术问题：

照明产品的光照强度检测，需要人工手持测量器具进行测量，这类测量方法人力成本高、数据精度低、读取数据冗余、采集阵列节点繁多。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种大面积照明光源的检测系统，包括光学测量仪，所述光学测量仪包括移动平台，移动平台上可转动布设有检测横杆，检测横杆上均布设置有若干组光学检测节点；

其中，检测横杆与布设于移动平台上的驱动电机输出端固定连接，驱动电机用于驱动检测横杆旋转以实现角度调节；

还包括：

光照模块，所述光照模块用于将照明产品朝向光学测量仪方向照射以使激光光线与光学检测节点相垂直，以及

检测模块，所述检测模块基于光学检测节点完成光强和光向的检测与输入，以及

控制模块，所述控制模块基于接收来自检测模块的光信号并对光信号进行处理，以及

显示模块，所述显示模块用于显示控制模块所处理后的的光斑均匀度数据。

优选的，各组所述光学检测节点分别设置为光学检测器件。

优选的，所述角度调节范围为0-180°。

优选的，所述检测横杆上开设有滑槽，各组光学检测节点可滑动嵌设于滑槽中。

优选的，所述检测模块还包括数据采集单元，数据采集单元用于将光强和光向检测数据采集到光学测量仪的数据处理计算机中。

优选的，所述控制模块包括第一转换单元，第一转换单元用于将光信号转换为电信号；

优选的，所述第一转换单元包括：

第一执行模块，所述第一执行模块基于光学检测节点将采集的光信号传输至数据处理计算机的应用层中；

第一转换模块，所述第一转换模块基于数据处理计算机将采集到的原始物理光信号转化为电信号；

第一处理模块，所述第一处理模块基于电信号通过光学检测点内检测仪上的电路，得到电压值。

优选的，所述控制单元还包括第二转换单元，第二转换单元用于将电信号转化为数字量以得光斑的功率密度。

优选的，所述第二转换单元包括：

第二执行模块，所述第二执行模块基于模拟数字转换器将电信号转化为数字模拟量；

第二转换模块，所述第二转换模块基于光学检测节点的被照射面积将数字模拟量作为自变量，得到待测光斑的功率密度值。

一种大面积照明光源的检测产品，包括上述一种大面积照明光源的检测系统。

本发明的有益效果：

(1)本发明在对照明产品进行光照强度检测时，基于光照模块将照明产品置于光学测量仪一侧，开启照明产品，以使激光垂直照射于光学测量仪上的若干专业光学检测器件，而后通过驱动电机驱动横杆旋转，检测横杆上各光学检测节点基于旋转所穿过的直径可以测量空间中光斑的任意位置，检测模块通过光学检测节点完成光强和光向的检测及输入，控制模块通过接收来自检测模块的光信号并对光信号进行处理；显示模块显示控制模块所处理后的的光斑均匀度数据，以此判断得出照明产品的光照强度，可以实现自动测量激光光斑的空间分布情况，其具有成本低、自适应光斑大小、操作方便、经久耐用、测量精度准、测量效率高等优点；

(2)本发明光学测量仪的专用主控采用RS232协议与上位机通讯，进行相应的数据读取，其所有数据会尽数在上位机上显示，并且可以保存在本地数据库，以便多次取用；

(3)本发明可检测范围的光源出射包括但不限于中远距离的紫外或红外光源、人造类光源(由人工设计制造的仪器、设备产生的光，例如:日光灯的光、激光或激光器准直扩束后的光)；检测一定面积范围内能量分布、光强分布、光功率分布、也可以检测一定面积范围内每个位置的能量密度、光功率密度。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种大面积照明光源的检测系统中光学测量仪的结构示意图一；

图2是本发明一种大面积照明光源的检测系统中光学测量仪的结构示意图二；

图3是本发明一种大面积照明光源的检测系统的结构示意图一；

图4是本发明一种大面积照明光源的检测系统的结构示意图二。

图中：1、移动平台；2、检测横杆；3、光学检测节点；4、驱动电机；101、光照模块；102、检测模块；103、数据采集单元；104、显示模块；105、控制模块；106、第一转换单元；107、第二转换单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-图2所示，本发明为一种大面积照明光源的检测系统，包括光学测量仪，光学测量仪包括移动平台1，移动平台1上可转动布设有检测横杆2，检测横杆2上均布设置有若干组光学检测节点3，检测横杆2与布设于移动平台1上的驱动电机4输出端固定连接，驱动电机4用于驱动检测横杆2旋转以实现角度调节；具体的，通过驱动电机4驱动横杆旋转，检测横杆2上各光学检测节点3基于旋转所穿过的直径可以测量空间中光斑的任意位置，以保证光学检测节点3能探测到垂直过来的光斑；需要注意的是，角度调节范围为0-180°；

在本实施例的一种实施方式中，各组光学检测节点3分别设置为光学检测器件；在对激光光斑进行检测时，当激光垂直照射在光学测量仪上的若干专业光学检测器件后，光学检测器件将相应的光信号转化为获得的电信号；

需要说明的是，光学检测器件为光电传感器，其工作原理是基于内光电效应，光敏传感器内装有高精度光电管，光电管内有一块由”针式二管”组成的小平板，当向光电管两端施加一个反向的固定压时，任何光了对它的冲击都将导致其释放出电子，结果是：当光照强度越高，光电管的电流也就越大，电流通过一个电阻时，电阻两端的电压被转换成可被采集器的数模转换器接受的一定程度的电压，然后采集以适当的形式把结果保存下来；

简单的说，光敏传感器就是利用光敏电阻受光线强度影响而阻值发生变化的原理向机器人主机发送光线强度的模拟信号；

光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大；光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化)；

作为本实施例的另一种实施方式，检测横杆2上开设有滑槽，各组光学检测节点3可滑动嵌设于滑槽中，需要说明的是，各光学检测节点3可以在滑槽中沿着检测横杆2进行滑动，以使光学检测节点3达到自适应光斑大小的效果；

请参阅图3，还包括光照模块101、检测模块102、控制模块105以及显示模块104；光照模块101用于将照明产品朝向光学测量仪方向照射以使激光垂直照射于光学检测节点3上；

检测模块102基于光学检测节点3完成光强和光向的检测及输入；

控制模块105基于接收来自检测模块102的光信号并对光信号进行处理；

显示模块104用于显示控制模块105所处理后的的光斑均匀度数据；相应的，光斑均匀度数据同步保存于本地数据库，以便于多次取用；具体的，在对照明产品进行光照强度检测时，基于光照模块101将照明产品置于光学测量仪一侧，开启照明产品，以使激光垂直照射于光学测量仪上的若干专业光学检测器件，而后通过驱动电机4驱动横杆旋转，检测横杆2上各光学检测节点3基于旋转所穿过的直径可以测量空间中光斑的任意位置，检测模块102通过光学检测节点3完成光强和光向的检测及输入，控制模块105通过接收来自检测模块102的光信号并对光信号进行处理；显示模块104显示控制模块105所处理后的的光斑均匀度数据，由光斑能量分布情况以此判断得出照明产品的光照强度；

作为本实施例进一步的方案，检测模块102还包括数据采集单元103，数据采集单元103用于将光强和光向检测数据采集到光学测量仪的数据处理计算机中；具体的，在本实施例中，数据采集单元103基于RS485协议将光强和光向检测数据采集到光学测量仪的数据处理计算机中；

请参阅图4，控制模块105包括第一转换单元106，第一转换单元106用于将光信号转换为电信号；

第一转换单元106包括：

第一执行模块，所述第一执行模块基于光学检测节点3将采集的光信号传输至数据处理计算机的应用层中；

第一转换模块，所述第一转换模块基于数据处理计算机将采集到的原始物理光信号转化为电信号；

第一处理模块，所述第一处理模块基于电信号通过光学检测点内检测仪上的电路，得到电压值；

具体的，第一转换单元106包括如下执行步骤：

S101、基于光学检测节点3将采集的光信号传输至数据处理计算机的应用层中；

S102、数据处理计算机将采集到的原始物理光信号转化为电信号；

S103、电信号带动光学检测点内检测仪上的电路，以形成不同数值的电压。

控制单元还包括第二转换单元107，第二转换单元107用于将电信号转化为数字量以得光斑的功率密度；

第二转换单元107包括：

第二执行模块，所述第二执行模块基于模拟数字转换器将电信号转化为数字模拟量；

第二转换模块，所述第二转换模块基于光学检测节点的被照射面积将数字模拟量作为自变量，得到待测光斑的功率密度值；

具体的，第二转换单元107包括如下执行步骤：

S201、基于模拟数字转换器将电信号转化为数字模拟量；

S202、基于光学检测节点3的被照射面积将数字模拟量作为自变量，得出待测光斑的功率密度。

实施例2

一种大面积照明光源的检测产品，包括如实施例1所述的一种大面积照明光源的检测系统。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示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发明和简化描述，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、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种大面积照明光源的检测系统，包括光学测量仪，其特征在于，所述光学测量仪包括移动平台，移动平台上可转动布设有检测横杆，检测横杆上均布设置有若干组光学检测节点；

其中，检测横杆与布设于移动平台上的驱动电机输出端固定连接，驱动电机用于驱动检测横杆旋转以实现角度调节；

还包括：

光照模块，所述光照模块用于将照明产品朝向光学测量仪方向照射以使激光光线与光学检测节点相垂直，以及

检测模块，所述检测模块基于光学检测节点完成光强和光向的检测与输入，以及

控制模块，所述控制模块基于接收来自检测模块的光信号并对光信号进行处理，以及

显示模块，所述显示模块用于显示控制模块所处理后的的光斑均匀度数据；

所述检测模块还包括数据采集单元，数据采集单元用于将光强和光向检测数据采集到光学测量仪的数据处理计算机中；

所述控制模块包括第一转换单元，第一转换单元用于将光信号转换为电信号；

所述第一转换单元包括：

第一执行模块，所述第一执行模块基于光学检测节点将采集的光信号传输至数据处理计算机的应用层中；

第一转换模块，所述第一转换模块基于数据处理计算机将采集到的原始物理光信号转化为电信号；

第一处理模块，所述第一处理模块基于电信号通过光学检测点内检测仪上的电路，得到电压值；

所述控制单元还包括第二转换单元，第二转换单元用于将电信号转化为数字量以得光斑的功率密度；

第一转换单元包括如下执行步骤：

基于光学检测节点将采集的光信号传输至数据处理计算机的应用层中；

数据处理计算机将采集到的原始物理光信号转化为电信号；

电信号带动光学检测点内检测仪上的电路，以形成不同数值的电压；

第二转换单元包括如下执行步骤：

基于模拟数字转换器将电信号转化为数字模拟量；

基于光学检测节点的被照射面积将数字模拟量作为自变量，得出待测光斑的功率密度。

2.根据权利要求1所述的一种大面积照明光源的检测系统,其特征在于，各组所述光学检测节点分别设置为光学检测器件。

3.根据权利要求1所述的一种大面积照明光源的检测系统,其特征在于，所述角度调节范围为0-180°。

4.根据权利要求2所述的一种大面积照明光源的检测系统,其特征在于，所述检测横杆上开设有滑槽，各组光学检测节点可滑动嵌设于滑槽中。

5.根据权利要求1所述的一种大面积照明光源的检测系统,其特征在于，所述第二转换单元包括：

第二执行模块，所述第二执行模块基于模拟数字转换器将电信号转化为数字模拟量；

第二转换模块，所述第二转换模块基于光学检测节点的被照射面积将数字模拟量作为自变量，得到待测光斑的功率密度值。

6.一种大面积照明光源的检测产品，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的大面积照明光源的检测系统。