CN116486561A - 一种用于烟雾探测器光学模块的温度校准和补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于烟雾探测器光学模块的温度校准和补偿方法，其通过对整个光学模块进行校准和补偿，能够兼顾到发光管和接收管的误差以及相关的系统部件如迷宫等的影响作用，大大提高了校准的效率和精度，尤其是实现了全温度范围的校准和补偿，其特征在于：所述方法包括对光学模块进行常温校准和全温度校准；所述光学模块具体为：包括发光管、接收管以及稳定光学环境的组合。
Description
技术领域
本发明涉及光电式烟雾探测器相关技术领域，具体涉及一种用于烟雾探测器光学模块的温度校准和补偿方法。
背景技术
光电式烟雾探测器是日常生活中常见的电子设备，广泛布局于公共场所、办公室以及家庭场合，因为其工作环境比较好，大多数市售的光电式烟雾探测器的工作温度范围为-10℃～55℃或者略宽的范围。
新兴市场对光电式烟雾探测器也有着非常强劲的需求，典型需求来自于电力电子中的开关柜、新能源汽车、储能等领域。这些应用均要求光电式烟雾探测器不但能在室温环境中表现优异，而且需要在全工作温度范围内表现良好，这给光电式烟雾探测器的设计提出了更高的要求。由于光学器件无论是发光管还是接收管，其指标大部分是常温下的测量值，但在低温和高温环境下的漂移很大，如果不做校准和补偿而直接使用的话会导致系统误差很大，甚至严重到影响系统性能。
但是目前的光电式烟雾探测器的校准主要使用烟雾或气溶胶校准的方式，用于标定报警阈值和灵敏度；低端的设计只使用烟雾进行标定，高端的设计采用两个或多个不同浓度的气溶胶进行标定。由于烟雾和气溶胶发生器每次产生的烟雾和气溶胶浓度有所不同，导致了主要的系统误差。另外上述校准均只是常温校准，如果是全温度范围校准则很难继续使用烟雾或者气溶胶，而且校准的效率很低。因此当前亟需设计一种全新的校准方法，既能提高校准的效率也能提高校准的精度，特别是全温度范围的校准精度。
发明内容
为了解决上述内容中提到的问题，本发明提供了一种用于烟雾探测器光学模块的温度校准和补偿方法，其通过对整个光学模块进行校准和补偿，能够兼顾到发光管和接收管的误差以及相关的系统部件如迷宫等的影响作用，大大提高了校准的效率和精度，尤其是实现了全温度范围的校准和补偿。
其技术方案是这样的：
一种用于烟雾探测器光学模块的温度校准和补偿方法，其特征在于：所述方法包括对光学模块进行常温校准和全温度校准；
所述光学模块具体为：包括发光管、接收管以及稳定光学环境的组合。
进一步的，所述常温校准具体为：在常温RT环境下，对m个光学模块进行校准，其中首先针对每个光学模块，发光管通过驱动不同的电流ILED＝[ILED1,ILED2,…,ILEDi,…,ILEDn]，同时采集相应的接收管电流IPD＝[IPD1,IPD2,…,IPDi,…,IPDn],n为自然数且n≥1，i为自然数且1≤i≤n；对IPD进行数据拟合，以典型发光管驱动电流ILEDi为基准，获得拟合函数Y＝a(X-ILEDi)+b，其中Y为IPD，X为ILED，a和b是系数；
然后获得m个光学模块的接收管电流平均值m为自然数且m≥100；对/>进行数据拟合，以典型发光管驱动电流ILEDi为基准，获得拟合函数/> 其中/>为/>X为ILED，/>和/>是系数；
然后分别获得每个光学模块的校准和补偿系数
最后分别对每个光学模块的数据Y进行校准和补偿，校准和补偿后的值为
经过常温校准后，所有的光学模块在典型发光管驱动电流ILEDi下接收管电流IPDi被补偿到平均值从数学函数上看当X＝ILEDi时/>针对所有光学模块及其平均值的拟合函数均通过/>点。
进一步的，所述全温度校准具体为：使用典型发光管驱动电流ILEDi作为驱动电流，对m个光学模块在不同温度下进行校准，其中首先针对每个光学模块至少选取三个温度点Y＝[LT,RT,HT],均使用ILEDi作为发光管驱动电流，同时采集相应的接收管电流IPD′＝[IPDL′T,IPD′RT,IPD′HT]；
分别对每个光学模块的IPD′进行数据拟合，获得拟合函数Y′＝eX2+fX+h，其中Y′为IPD′，X为T温度区间里的某个值，e、f、h是多项式系数。
然后分别获取每个光学模块的校准和补偿系数C′＝[C′LT,C′RT,C′HT]＝Y′RT/Y′，其中Y′RT为X＝RT时Y′的值，系数C′对应于温度T。系数C′的每个值是对应温度条件下的接收管电流相对于其自身在常温条件下接收管电流的系数。最后分别对每个光学模块的数据Y′进行校准和补偿，校准和补偿后的值为Y″＝C′Y′,每个温度点的补偿系数可由拟合函数计算获得。
经过全温校准后，所有的光学模块在不同的温度下接收管电流被补偿到常温数值。
进一步的，所述全温度校准包括逐个校准方法和预估法校准两种方法，逐个校准顾名思义即对每个光学模块进行高低温测试并补偿，以获得最高的性能；预估法校准不对每个模块进行高低温测试并补偿，而是利用测试获得的在每个温度点的平均系数进行补偿以获得最高的性价比和效率，两者二选一执行。
进一步的，采用预估法校准，具体为：对测试获得的m个光学模块的接收管电流求取平均值m为自然数且m≥100；对/>进行数据拟合，获得拟合函数/>其中/>为/>X为T温度区间里的某个值，/>是多项式系数。
此时所有的光学模块在温度T条件下的校准和补偿系数其中/>为X＝RT时拟合函数的值，/>为X＝T时拟合函数的值，系数C′的每个值是对应温度条件下的接收管电流相对于其自身在常温条件下接收管电流的系数；最后分别对每个光学模块的数据Y′进行校准和补偿，校准和补偿后的值为Y″＝C′Y′，每个温度点的补偿系数亦由拟合函数计算获得。
进一步地，虽然常温校准和全温校准可以单独进行但只有在结合使用时才能发挥出最大效果，两者结合使用时的公式为递推的，先进行常温校准Y′＝CY，然后进行全温校准Y″＝C′Y′。
进一步的，针对所有光学模块的接收管电流IPD进行数理统计，得到其一个标准差1δ到三个标准差3δ的分布情况，再进行多项式拟合出满足3δ的数据边界，获得的边界函数为Y21＝e21X2+f21X+h21和Y22＝e22X2+f22X+h22，其中X为发光管驱动电流，e21、f21、h21、e22、f22、h22均为系数，这个函数边界可以作为产品一致性控制的依据，对边界之外的光学模块做品控处理，对边界之内的光学模块进行校准。如果基于3δ数据边界的数据不能满足产品的一致性要求，则进一步约束数据边界。
进一步的，针对所有光学模块的接收管电流IPD′进行数理统计，得到其一个标准差1δ到三个标准差3δ的分布情况，再进行多项式拟合出满足3δ的数据边界，默认采用两阶函数，获得的边界函数为Y11＝e11X2+f11X+h11和Y12＝e12X2+f12X+h12，其中X为温度T，e11、f11、h11、e12、f12、h12均为系数，这个函数边界可以作为产品一致性控制的依据，对边界之外的光学模块做品控处理，对边界之内的光学模块进行校准。如果基于3δ数据边界的数据不能满足产品的一致性要求，则进一步约束数据边界。
进一步的，如果常温校准只使用一种发光管驱动电流，则是进行单点的驱动电流校准，默认的常温校准只校准了一个发光管驱动ILEDi，且校准后的拟合函数过点即X＝ILEDi电流点对应的接收管平均电流/>每个光学模块函数曲线的斜率系数d是不同的，/>如果要进行多个发光管电流的校准则进一步对每个光学模块拟合函数中的斜率系数d补偿为平均斜率/>补偿系数为/>补偿后的系数d′＝Cd×d；原常温校准函数/>修正为/> Y″是对每个发光管电流补偿的结果，即补偿到每个发光管电流对应的接收管电流的均值。
进一步的，如果全温度校准使用的发光管驱动电流为零，则进行暗电流校准。
进一步的，全温度校准默认需要被校准设备支持温度检测，在-40℃～+85℃温度范围内的检测误差在±5℃以内。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过对整个光学模块进行校准和补偿，能够兼顾到发光管和接收管的误差以及相关的系统部件如迷宫等的影响作用，大大提高了校准的效率和精度，尤其是实现了全温度范围的校准和补偿，使得光电式烟雾探测器在全工作温度范围内表现良好，提升了产品性能。
2、本发明的方法适用于任何种类的光电式烟雾探测器，如传统的立式迷宫、卧式迷宫以及最新的反射式迷宫，其中光学模块指的是包括发光管和接收管以及提供稳定光学环境的组合，适合产品级的校准，因此本发明的实用性强。
3、本发明的方法包括全温度校准和常温校准，这两种方法提供了灵活的校准方式，满足由低到高性能的所有校准需求；常温校准适合于光学模块的生产线校准，全温度校准适合于产品级别的校准，例如车规芯片或模组至少要做三温校准，结合稳定的光学环境校准效果更佳；由于各个校准过程是独立进行的，没有强的依存关系，有利于根据产品性能需求和成本考虑定制校准方法；比如常温校准不做直接做全温校准，或者常温校准只校准一个电流点作为全温度校准的一部分。如果要发挥最佳效果则仍然需要将常温校准和全温校准结合在一起。
4、本发明的常温校准相较于同一发明人的专利(CN201911345207.1一种烟雾探测器的校准方法及校准装置)的不同之处在于：本发明在常温下默认只针对特定发光管电流进行校准系数计算，即使需要校准其他电流点也可以通过拟合函数直接计算获得，不需要每个点逐个校准，因此本方法可以大大提高效率而且节约存储空间。
5、本发明的校准可以获得不同批次产品的数据分布并获得数据均值以及数据边界，这不但有利于进行品控，也有利于筛查并对产品性能进行分级处理，有利于提高校准的精度。因此，虽然常温校准默认只校准补偿了一个电流点，但是其他电流点的数据分布可以作为产品一致性筛选的标准，有助于产品线提前剔除或者返工检查一致性较差的光学模块。
6、本发明中如果全温度校准使用发光管驱动电流为零，则是进行暗电流校准，由于接收管的暗电流会随着温度的升高而增大，高温下不可忽略，因此针对暗电流的全温度校准也是有必要的，甚至可以单独校准暗电流，然后针对取出暗电流以后的数据进行校准。
附图说明
图1为本发明的常温校准和补偿方法示意图；
图2为本发明的全温度校准和补偿方法示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述。
以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，在本发明的构思前提下对本发明的方法简单改进都属于本发明要求保护的范围。
发光管一般使用LED器件；发光管LED器件与普通的电子元器件一样，都会受温度影响，主要的影响因素如下：LED器件与二极管类似具有负温度系数，即温度越高其导通电压越低；LED器件在同等驱动电流条件下的光强也会随着温度变化有所变化；LED器件在同等驱动电流条件下的发射管波长也会随着温度变化发生变化。
接收管一般使用半导体光电二极管；光电二极管与普通的电子元器件一样，都会受温度影响，主要的影响因素如下：温度越高，光电二极管的暗电流越大，高温下甚至恶化到不能忽略和接受的程度；光电二极管的灵敏度与入射光波长有关，不同入射波长的灵敏度不同，因此来自发光管波长变化的影响也不容忽略。
新兴市场应用中光电式烟雾探测器的常见的温度范围为：IOT烟感的温度范围一般为-10℃～55℃或者略宽的范围；消费类产品的工作温度范围为0℃～+70℃；工业类产品的工作温度范围一般为-40℃～+85℃；车规类产品的工作温度范围一般为-40℃～+105℃，甚至+125℃。
由上可见，发光管和接收管均有来自于温度变化的误差源，如果发光管和接收管构成一套光学系统，而且不加以温度校准和补偿方法的话，整个光学系统工作全温度范围下相对于常温下的误差大于±20％是很正常的，甚至导致无法使用。
因此本发明的目的是针对整个光学模块的校准和补偿，而不是针对单个器件的校准和补偿，原因如下：尽管可以针对发光管和接收管单独进行校准，仍无法解决其组合误差；发光管和接收管均是独立的分离器件，没有存储体，无法记录其各自的校准系数，即使实现也非常难以管理；具体光学系统的误差除了发光管和接收管自身的误差，也包括系统其他组件如烟雾探测器迷宫在高低温下的误差，迷宫多为机构塑料件，其在高低温下也会有形变以及表面密度的变化，从而导致迷宫光学特性发生变化，引起整个系统误差；当发光管和接收管均贴装于电路板上或者集成于一个光学模块中时，无论有多少个发光管和接收管，其光学性能已经确定，可以使用系统校准并将校准系数记录于电路板或者模块的非易失性存储器中；光学模块不但包括发光管和接收管，也包括会影响光学性能的产品环境，对于光电式烟雾探测器而言就是迷宫或者校准夹具，因此针对光学模块的温度校准和补偿是针对一个稳定的可重复的光学环境，更有利于高性能产品的设计和测试。
在此基础上，本发明提出了一种用于烟雾探测器光学模块的温度校准和补偿方法，所述方法包括对光学模块进行常温校准和全温度校准。
所述光学模块具体为：包括发光管、接收管以及稳定光学环境的组合。针对光电式烟雾探测器，稳定光学环境例如光学反光板或者迷宫。所述光学模块中可能包括多个发光管和多个接收管，校准实际针对的是发光管和接收管构成的光路组合，一个光学模块可能有多个光路组合，校准需要针对使用的光路组合分别校准。为简化描述，后面的叙述中将不予区分光学模块和光路组合。
所述常温校准具体为：在常温RT环境下，对m个光学模块进行校准，其中首先针对每个光学模块，发光管通过驱动不同的电流ILED＝[ILED1,ILED2,…,ILEDi,…,ILEDn]，同时采集相应的接收管电流IPD＝[IPD1,IPD2,…,IPDi,…,IPDn],n为自然数且n≥1，i为自然数且1≤i≤n；对IPD进行数据拟合，以典型发光管驱动电流ILEDi为基准，获得拟合函数Y＝a(X-ILEDi)+b，其中Y为IPD，X为ILED，a和b是系数；
然后获得m个光学模块的接收管电流平均值m为自然数且m≥100；对/>进行数据拟合，以典型发光管驱动电流ILEDi为基准，获得拟合函数/> 其中/>为/>X为ILED，/>和/>是系数；
然后分别获得每个光学模块的校准和补偿系数
最后分别对每个光学模块的数据Y进行校准和补偿，校准和补偿后的值为
经过常温校准后，所有的光学模块在典型发光管驱动电流ILEDi下接收管电流IPDi被补偿到平均值从数学函数上看当X＝ILEDi时/>针对所有光学模块及其平均值的拟合函数均通过/>点。
校准中接收管电流IPD数据处于一种分布状态，针对所有光学模块的接收管电流IPD进行数理统计，得到其一个标准差1δ到三个标准差3δ的分布情况，以3δ为例，其覆盖率能够达到99.7％；再拟合出满足3δ的数据边界，拟合选取1～5阶的拟合方法，默认采用二阶的多项式函数方法，如图1所示，获得的边界函数为Y21＝e21X2+f21X+h21和Y22＝e22X2+f22X+h22，其中Y21,Y22均为接收管的接收电流，X为发光管驱动电流；然后采用数据边界内的数据进行常温校准；如果基于3δ数据边界的数据不能满足产品的一致性要求，则进一步约束数据边界，以获得更好的一致性。
常温校准使用一次函数进拟合的原因是发光管的驱动电流多选用线性区的，即驱动电流与发光强度成线性比例，这样都助于进行系统级测试和补偿，因此一次函数能够满足要求。而3δ的边界数可能比较离散，使用多项式拟合更能贴合数据的分布特点，当然也可以继续使用一次函数进行拟合。
所述全温度校准具体为：使用典型发光管驱动电流ILEDi作为驱动电流，如果结合常温校准使用，那么发光管驱动电流ILEDi默认与常温校准使用的典型发光管驱动电流ILEDi一致。在不同温度下对m个光学模块进行校准，全温度校准过程获得光学模块在全温度范围内相对于模块自身常温的偏差，进一步补偿减少误差，模块自身常温数据默认是特定驱动电流点经常温校准后的接收管平均电流数值
其中首先针对每个光学模块至少选取三个温度点T＝[LT,RT,HT],均使用ILEDi作为发光管驱动电流，同时采集相应的接收管电流IPD′＝[IPD′LT,IPD′RT,IPD′HT]；这里LT<RT而且HT>RT，LT是光学模块工作的低温温度点，RT是常温温度点，即工厂的常温环境，一般为0～35℃，默认为25℃，LT和HT一般选取光学模块工作的温度范围的最低和最高值。
然后分别对每个光学模块的IPD′进行数据拟合，拟合选取1～5阶的拟合方法，默认采用二阶的多项式函数方法获得拟合函数Y′＝eX2+fX+h，其中Y′为IPD′，X为T温度区间里的值，e、f、h是多项式系数。
优选的，采用逐个校准方法：分别获取每个光学模块的校准和补偿系数C′＝[C′LT,C′RT,C′HT]＝Y′RT/Y′，其中Y′RT为X＝RT时Y′的值，系数C对应于温度T。系数C的每个值是对应温度条件下的接收管电流相对于其自身在常温条件下接收管电流的系数。最后分别对每个光学模块的数据Y′进行校准和补偿，校准和补偿后的值为Y″＝C′Y′,每个温度点的补偿系数亦由拟合函数计算获得。
或者，采用预估法校准：当由预先校准获得或者不同批次产品抽样校准获得时，采用已知的平均值系数直接预估校准，不会针对每个设备进行校准。
具体的预估法校准为：对测试获得的m个光学模块的接收管电流求取平均值m为自然数且m≥100；对/>进行数据拟合，获得拟合函数/>其中/>为/>X为T温度区间里的某个值，/>是多项式系数。
此时所有的光学模块在温度T条件下的校准和补偿系数其中/>为X＝RT时拟合函数的值，/>为X＝T时拟合函数的值，系数C′对应于温度T。系数C′的每个值是对应温度条件下的接收管电流相对于其自身在常温条件下接收管电流的系数。最后分别对每个光学模块的数据Y′进行校准和补偿，校准和补偿后的值为Y″＝C′Y′，每个温度点的补偿系数可由拟合函数计算获得。
校准中接收管电流IPD′数据处于一种分布状态，针对所有光学模块的接收管电流IPD′进行数理统计，得到其一个标准差1δ到三个标准差3δ的分布情况，再拟合出满足3δ的数据边界，以3δ为例，其覆盖率能够达到99.7％；拟合选取1～5阶的拟合方法，默认采用二阶的多项式函数方法，如图2所示，获得的边界函数为Y11＝e11X2+f11X+h11和Y12＝e12X2+f12X+h12，其中X为温度T；然后采用数据边界内的数据进行全温度校准；如果基于3δ数据边界的数据不能满足产品的一致性要求，则进一步约束数据边界。
优选的，如果常温校准只使用一种发光管驱动电流，则进行单点的驱动电流校准，有利于减少测试时间提高效率，这是一种特例情况，同理也可以获得不同光学模块在该驱动电流下的接收管接收电流的分布并进行数理统计。
优选的，如果全温度校准使用的发光管驱动电流为零，则进行暗电流校准。由于接收管的暗电流会随着温度的升高而增大，高温下不可忽略，因此针对暗电流的全温度范围校准也是可行的。
优选的，只进行常温校准或者只进行全温度校准。两个校准过程是独立进行的，没有强的依存关系，有利于根据产品性能需求和成本考虑定制校准方法；比如常温校准不做直接做全温校准，或者常温校准只校准一个电流点作为全温度校准的一部分。而且常温校准适合于光学模块的生产线校准，全温度校准适合于产品级别的校准，例如车规芯片或模组至少要做三温校准。
补偿需要使用校准系数，该校准系数是与光学通路密不可分的组成部分，即校准系数只与光学通路以及光学环境相关。因此无论光学模块的具体形态是什么，需要有一种非易失性存储器来存储校准系数，对于集成式光学模组需要在集成模组里集成非易失性存储器中，对于分离器件构成的系统需要在PCB板上放置非易失性存储器。并且系统上默认集成温度传感器，为了节省成本，温度传感器的精度不需要太高，-10℃～+55℃的温度范围能做到±3℃即可，-40℃～+85℃的温度范围能做到±5℃即可，更宽的温度范围可以放宽，如果需要更加精准测温可以结合上述校准过程同步校准温度传感器。
尽管已经出示和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种用于烟雾探测器光学模块的温度校准和补偿方法，其特征在于：所述方法包括对光学模块进行常温校准和全温度校准；
所述光学模块具体为：包括发光管、接收管以及稳定光学环境的组合。
2.根据权利要求1的一种用于烟雾探测器光学模块的温度校准和补偿方法，其特征在于：所述常温校准具体为：在常温RT环境下，对m个光学模块进行校准，其中首先针对每个光学模块，发光管通过驱动不同的电流ILED＝[ILED1,ILED2,…,ILEDi,…,ILEDn]，同时采集相应的接收管电流IPD＝[IPD1,IPD2,…,IPDi,…,IPDn],n为自然数且n≥1，i为自然数且1≤i≤n；对IPD进行数据拟合，以典型发光管驱动电流ILEDi为基准，获得拟合函数Y＝a(X-ILEDi)+b，其中Y为IPD，X为ILED，a和b是系数；
然后获得m个光学模块的接收管电流平均值m为自然数且m≥100；对/>进行数据拟合，以典型发光管驱动电流ILEDi为基准，获得拟合函数/> 其中/>为/>X为ILED，/>和/>是系数；
然后分别获得每个光学模块的校准和补偿系数
最后分别对每个光学模块的数据Y进行校准和补偿，校准和补偿后的值为
经过常温校准后，所有的光学模块在典型发光管驱动电流ILEDi下的接收管电流被补偿到平均值
3.根据权利要求1的一种用于烟雾探测器光学模块的温度校准和补偿方法，其特征在于：所述全温度校准，具体为使用典型发光管驱动电流ILEDi作为驱动电流，对m个光学模块在不同温度下进行校准，其中首先针对每个光学模块至少选取三个温度点T＝[LT,RT,HT],均使用典型发光管驱动电流ILEDi作为发光管驱动电流，同时采集相应的接收管电流IPD′＝[IPD′LT,IPD′RT,IPD′HT]；
分别对每个光学模块的IPD′进行数据拟合，获得拟合函数Y′＝eX2+fX+h，其中Y′为IPD′，X为T温度区间里的值，e、f、H是多项式系数；
然后分别获取每个光学模块的校准和补偿系数C′＝[C′LT,C′RT,C′HT]＝Y′RT/Y′，其中Y′RT为X＝RT时Y′的值，系数C′的每个值是对应温度条件下的接收管电流相对于其自身在常温条件下接收管电流的系数；最后分别对每个光学模块的数据Y′进行校准和补偿，校准和补偿后的值为Y″＝C′Y′；
每个温度点的校准和补偿系数可由拟合函数计算获得对应的Y′，然后再通过Y′RT/Y′计算获取；
经过全温度校准后，所有的光学模块在不同的温度下接收管电流都被补偿到常温数值。
4.根据权利要求3的一种用于烟雾探测器光学模块的温度校准和补偿方法，其特征在于：全温度校准包括逐个校准方法和预估法校准两种方法，所述逐个校准方法即对每个光学模块进行高低温测试并补偿，以获得最高的性能；
所述预估法校准，具体为：对测试获得的m个光学模块的接收管电流求取平均值m为自然数且m≥100；对/>进行数据拟合，获得拟合函数/>其中/>为/>X为T温度区间里的某个值，/>是多项式系数；
此时所有的光学模块在温度T条件下的校准和补偿系数其中/>为X＝RT时拟合函数的值，/>为X＝T时拟合函数的值，系数C′的每个值是对应温度条件下的接收管电流相对于其自身在常温条件下接收管电流的系数；最后分别对每个光学模块的数据Y′进行校准和补偿，校准和补偿后的值为Y″＝C′Y′，每个温度点的补偿系数可由拟合函数计算获得。
5.根据权利要求1-3中任意一项的一种用于烟雾探测器光学模块的温度校准和补偿方法，其特征包括常温校准和全温校准，两者分别使用或者结合使用，当两者结合使用时的公式为递推的，先进行常温校准Y′＝CY，然后进行全温校准Y″＝C′Y′。
6.根据权利要求2的一种用于烟雾探测器光学模块的温度校准和补偿方法，其特征在于：针对所有光学模块的接收管电流IPD进行数理统计，得到其一个标准差1δ到三个标准差3δ的分布情况，再进行多项式拟合出满足3δ的数据边界，获得的边界函数为Y21＝e21X2+f21X+h21和Y22＝e22X2+f22X+h22，其中X为发光管驱动电流，e21、f21、h21、e22、f22、h22均为系数，上述函数边界作为产品一致性控制的依据，对边界之外的光学模块做品控处理，对边界之内的光学模块进行校准；
如果基于3δ数据边界的数据不能满足产品的一致性要求，则进一步约束数据边界。
7.根据权利要求3的一种用于烟雾探测器光学模块的温度校准和补偿方法，其特征在于：针对所有光学模块的接收管电流IPD′进行数理统计，得到其一个标准差1δ到三个标准差3δ的分布情况，再进行多项式拟合出满足3δ的数据边界，获得的边界函数为Y11＝e11X2+f11X+h11和Y12＝e12X2+f12X+h12，其中X为温度T，e11、f11、h11、e12、f12、h12均为系数，上述函数边界作为产品一致性控制的依据，对边界之外的光学模块做品控处理，对边界之内的光学模块进行校准；
如果基于3δ数据边界的数据不能满足产品的一致性要求，则进一步约束数据边界。
8.根据权利要求2的一种用于烟雾探测器光学模块的温度校准和补偿方法，其特征在于：如果常温校准只使用一种发光管驱动电流，则是进行单点的驱动电流校准，默认的常温校准只校准了一个发光管驱动ILEDi，且校准后的拟合函数过点即X＝ILEDi电流点对应的接收管平均电流/>每个光学模块拟合函数曲线的斜率系数d是不同的，如果要进行多个发光管电流的校准则进一步对每个光学模块拟合函数中的斜率系数d补偿为平均斜率/>补偿系数为/>补偿后的系数d′＝Cd×d；原常温校准函数/>修正为/> Y″是对每个发光管电流补偿的结果，即补偿到每个发光管电流对应的接收管电流的均值。
9.根据权利要求3的一种用于烟雾探测器光学模块的温度校准和补偿方法，其特征在于：如果全温度校准使用的发光管驱动电流为零，则是进行暗电流校准。
10.根据权利要求3的一种用于烟雾探测器光学模块的温度校准和补偿方法，其特征在于：所述全温度校准中的被校准设备具有温度检测，在-40℃～+85℃温度范围内的检测误差在±5℃以内。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202310400418.0A CN116486561A (zh) | 2023-04-13 | 2023-04-13 | 一种用于烟雾探测器光学模块的温度校准和补偿方法 |
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| CN202310400418.0A CN116486561A (zh) | 2023-04-13 | 2023-04-13 | 一种用于烟雾探测器光学模块的温度校准和补偿方法 |
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| CN116486561A true CN116486561A (zh) | 2023-07-25 |
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ID=87222533
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| CN (1) | CN116486561A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115236852A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-10-25 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种全光路低温系统光学补偿装置及设计方法 |
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2023
- 2023-04-13 CN CN202310400418.0A patent/CN116486561A/zh not_active Withdrawn
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| CN115236852A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-10-25 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种全光路低温系统光学补偿装置及设计方法 |
| CN115236852B (zh) * | 2022-08-16 | 2024-01-26 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种全光路低温系统光学补偿装置及设计方法 |
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