CN117309025A - 一种探测器性能测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种探测器性能测试系统，包括插脚式检测结构、外部读取设备；插脚式检测结构包括：升压板、电池、开关、转接板；开关设置电压调控档位，调控升压板的输出电压大小；升压板的输入电压大小为2V～3.7V；升压板的输出电压大小为6V～24V；插脚式检测结构采集被测探测器各项参数；外部读取设备将参数运算，生成被测探测器的转换功率增益和等效噪声功率；本发明可应对场景多，便于展开在不同场景对探测器检测的工作；内置电源与升压板，无需再寻找合适电源为探测器供电，便于应对不同种类探测器；本发明还设计可更换式转接头以及转接板系统，无需额外接线，无需专业人员操作；可及时分析探测器的性能是否满足装备条件。

Description

一种探测器性能测试系统

技术领域

本发明属于探测器设备技术领域，具体为一种探测器性能测试系统。

背景技术

探测器在被装备之前，都需要对其性能进行测试，而当前探测器产品种类较多，其检测方式也多种多样。

探测器的检测方式一般为接线检测，在检测不同种类探测器时，针对不同种类探测器所需要的接线方式也不同，且接线过程繁琐；而且，由于探测器在被装备前，处于无源状态，需要另找电源使探测器处于工作状态才能展开检测工作，不利于在无电源场景对探测器即时更换的工作；同时，不同种类探测器工作电压存在差异，通常为6V、9V、12V、24V，所以在提供检测电源时还需对电源进行降压处理，在对同一地点另一种类探测器进行检测时，则需重新进行相应的接线测试，这种检测方式不利于维修人员对同一地点或同一设备上的不同种类探测器的更换安装，且接线过程还需要专业人员经过培训后才能操作，对探测器的测试效率不高。

并且，由于环境等因素会对探测器正常工作有一定的影响，在装备探测器前，通常无法直观判断探测器安装后是否能够在安装地正常工作，也无法有效分析反馈探测器某一元件性能好坏，维修人员在选用探测器进行更换安装时，没有可靠的数据分析，只能凭借个人经验对探测器进行选取，若装备后无法正常工作，则需要再次进行装备，加大了工作量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种探测器性能测试系统，以解决上述背景技术提出的至少一个问题。

为实现上述目的，本发明提供一种探测器性能测试系统，包括：插脚式检测结构、外部读取设备；

所述插脚式检测结构包括：升压板、电池、开关、转接板；

所述开关设置电压调控档位，用于调控所述升压板的输出电压大小；

所述升压板分别与所述开关、电池、转接板相连；

所述升压板的输入电压大小为2V～3.7V，确保所述升压板使用的电源为常见便携式电源时能正常工作，即所述电池为常见便携式电源；

所述升压板的输出电压大小为6V～24V，用于为待测探测器提供合适电源；

所述插脚式检测结构采集被测探测器各项参数；

所述外部读取设备将参数进一步运算，生成被测探测器的转换功率增益和等效噪声功率；

所述外部读取设备进一步根据生成的转换功率增益和等效噪声功率判断探测器性能。

进一步地：所述插脚式检测结构还包括:底板、存储器、外接端口、侧盖、绝缘套、固定环、电池正极片、转接头；

所述绝缘套将升压板、电池、存储器、开关以及外接端口相互隔开。

进一步地：固定环环绕设置于转接头，用于固定探测器。

进一步地：所述电压调控档位包括0～4共5个档位,0档对应未打开状态，1档对应6V，2档对应9V，3挡对应12V，4档对应24V。

进一步地：所述升压板选用MT3608或者SX1308的其中一种，实现DC-DC升压功能，确保输入电压处于2V～3.7V能正常升压，输出电压为6V～24V；

具体原理为：开关将电压调控档位当前的档位信息转化为二进制编码0、1信息，升压板根据二进制编码0、1信息，控制升压板中二极管状态变换，改变升压板的输出电压。

进一步地：所述转换功率增益的具体运算过程为：

所述外部读取设备读取所述插脚式检测结构检测采集的探测器参数，包括：信号源的资用功率、探测器的负载电压及负载电流；

将负载电压及负载电流运算，获得负载实际吸收的功率；

转换功率增益即为负载实际吸收的功率与信号源的资用功率的比值，具体公式如下所示：

Gt＝PI/Pa；

其中，Gt为转换功率增益；

PI为负载实际吸收的功率；

Pa为信号源的资用功率。

进一步地：所述等效噪声功率的具体运算过程为：

所述外部读取设备读取所述插脚式检测结构检测采集的探测器参数，包括：探测器工作温度、探测器电阻、探测器电流、探测器元电荷、探测器码元数量、探测器码元传输速率、探测器带宽；

再设定探测器的有效面积以及玻尔兹曼常数，解得等效噪声功率；具体公式如下所示：

NEP＝sqrt(4kTRB+2qIB)/A；

其中，NEP为等效噪声功率；

K为玻尔兹曼常数；

T为探测器工作温度；

R为探测器电阻；

B为探测器带宽；

q为探测器元电荷；

I为探测器电流；

A为探测器有效面积。

进一步地：所述判断的具体规则如下：

在所述外部读取设备输入被测探测器的额定转换功率增益以及额定等效噪声功率；

所述生成的被测探测器转换功率增益与所述被测探测器额定转换功率增益误差值处于±5％区间时，则无异常，可以安装；不处于±5％区间时，即判断被测探测器中放大器元件出现异常，无法达到预期工作状态；

所述生成的被测探测器等效噪声功率解析结果与所述被测探测器额定等效噪声功率误差值处于±5％区间时，则无异常，可以安装；不处于±5％区间时，即判断被测探测器安装在此环境中的工作状态异常，无法达到预期工作状态。

具体地工作原理为：

根据待测探测器的类型，选用对应转接头以及转接板装配于系统上，根据待测探测器额定工作电压，调整开关上的输出电压调控档位，电源输出电压到升压板，升压板升压至开关档位对应电压，通过转接板为探测器提供工作电压，转接板采集数据发送至存储器，外部读取设备通过外接端口对存储器数据进行读取。

外部读取设备将读取到的数据进行运算，运算出被测探测器的转换功率增益和等效噪声功率，直观的将结果显示，反映在当前位置，待装备探测器性能是否完好，是否能够达到预期工作状态，以供维修人员参考是否达到装备条件。

本发明具有如下有益效果：

1.本发明采用成本低、体积小的元件组成，便于组装携带，可应对场景多，便于展开在不同场景对探测器检测的工作。

2.内置电源与升压板，无需再寻找合适电源为探测器供电，便于应对户外无电源场景以及对不同种类探测器的检测。

3.本发明还设计可更换式转接头以及转接板系统，在面对不同种类探测器时可根据需求进行选装转接头与转接板，无需额外接线，无需专业人员操作。

4.可及时分析探测器的性能是否满足装备条件，以供维修人员参考。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例与现有技术中的技术方案，下面将对实施例与现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的插脚式检测结构示意图；

图2为本发明的部分元件连接示意图；

图3为本发明的检测流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的具体实施方式，所述具体实施方式的流程在附图中示出，其中自始至终相同标号表示相同参数。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解；然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。

请参阅图1～3，本发明提供的一种探测器性能测试系统：

图1为一种探测器性能测试系统的插脚式检测结构示意图，包括：升压板1、底板2、电池3、存储器4、开关5、外接端口6、侧盖7、绝缘套8、固定环9、电池正极片10、转接头11、转接板12。

具体地：

电池3内置于系统，电池3的正极与电池正极片10相连，电池的负极与底板2相连，电池正极片10通过导线与升压板1相连，升压板1与转接板12相连，转接板12与存储器4相连，转接板12通过螺钉固定于转接头11上，固定环9环绕设置于转接头11，在异于底板2的一面设置侧盖7，侧盖7上设置开5关和外接端口6，外接端口6分别与存储器4以及电池3相连，绝缘套8将升压板1、电池3、存储器4、开关5以及外接端口6相互隔开。

图2为本发明的部分元件连接示意图，包括：电源3、升压板1、转接板12、存储器4、外接端口6，电源连接升压板，升压板连接转接板，转接板连接存储器，存储器连接外接端口。

图3为本发明的检测流程图：

S1：将探测器固定于插脚式检测结构；S2：打开开关，提供电源至升压板升压，升压后的电压通过作用于探测器使探测器工作；S3：采集被测探测器数据发送到存储器；S4：外部读取设备通过外接端口对存储器数据进行读取；S5：运算出当前转换功率增益和等效噪声功率。

具体地：在使用本发明时，判断待测探测器的插口与接口标准，选择对应转接头以及转接板进行装配，将探测器固定于插脚式检测结构，打开开关，选择探测器对应档位，探测器开始工作，转接板将探测器信号源的资用功率、探测器的负载电压、探测器的负载电流，探测器工作温度、探测器电阻、探测器电流、探测器元电荷、探测器带宽信息发送至存储器，外部读取设备对存储器中包含的数据读取，然后运算出当前转换功率增益和等效噪声功率。

转换功率增益的具体运算过程为：选取采集到的信号源的资用功率、探测器的负载电压及负载电流；将负载电压及负载电流运算，获得负载实际吸收的功率；转换功率增益为负载实际吸收的功率与信号源的资用功率的比值，具体公式如下所示：

Gt＝PI/Pa；

其中，Gt为转换功率增益；

PI为负载实际吸收的功率；

Pa为信号源的资用功率；

等效噪声功率的具体运算过程为：选取采集到的探测器工作温度、探测器电阻、探测器电流、探测器元电荷、探测器带宽，再设定探测器的有效面积以及玻尔兹曼常数，解得等效噪声功率，具体公式如下所示：

NEP＝sqrt(4kTRB+2qIB)/A；

其中，NEP为等效噪声功率；

K为玻尔兹曼常数；

T为探测器工作温度；

R为探测器电阻；

B为探测器带宽；

q为探测器元电荷；

I为探测器电流；

A为探测器有效面积；

运算生成的被测探测器转换功率增益与被测探测器额定转换功率增益误差值不处于±5％区间时，即判断被测探测器中放大器元件出现异常，无法达到预期工作状态；

运算生成的被测探测器等效噪声功率解析结果与被测探测器额定等效噪声功率误差值不处于±5％区间时，即判断被测探测器安装在此环境中的工作状态异常，无法达到预期工作状态。

以上对本发明的一个或多个实施例进行了非常详细的运用说明，但所述内容仅为本发明的一个具体例子，不能被认为用于限定本发明应用的实施范围。凡依据本发明内容提出的其他方法与改变等，均应归属于本发明的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种探测器性能测试系统，其特征在于，包括：插脚式检测结构、外部读取设备；

所述插脚式检测结构包括：升压板(1)、电池(3)、开关(5)、转接板(12)；

所述开关(5)设置电压调控档位，用于调控所述升压板(1)的输出电压大小；

所述升压板(1)分别与所述开关(5)、电池(3)、转接板(12)相连；

所述升压板(1)的输入电压大小为2V～3.7V，确保所述升压板(1)使用的电源为常见便携式电源时能正常工作，即所述电池(3)为常见便携式电源；

所述升压板(1)的输出电压大小为6V～24V，用于为待测探测器提供合适电源；

所述插脚式检测结构采集被测探测器各项参数；

所述外部读取设备将参数进一步运算，生成被测探测器的转换功率增益和等效噪声功率；

所述外部读取设备进一步根据生成的转换功率增益和等效噪声功率判断探测器性能。

2.根据权利要求1所述的一种探测器性能测试系统，其特征在于，所述插脚式检测结构还包括：底板(2)、存储器(4)、外接端口(6)、侧盖(7)、绝缘套(8)、固定环(9)、电池正极片(10)、转接头(11)；

所述绝缘套(8)将升压板(1)、电池(3)、存储器(4)、开关(5)以及外接端口(6)相互隔开。

3.根据权利要求1所述的一种探测器性能测试系统，其特征在于，所述固定环(9)环绕设置于转接头(11)，用于固定探测器。

4.根据权利要求1所述的一种探测器性能测试系统，其特征在于，所述电压调控档位包括0～4共5个档位,0档对应未打开状态，1档对应6V，2档对应9V，3挡对应12V，4档对应24V。

5.根据权利要求1所述的一种探测器性能测试系统，其特征在于，所述升压板(1)选用MT3608或者SX1308的其中一种，实现DC-DC升压功能，确保输入电压处于2V～3.7V能正常升压，输出电压为6V～24V；

具体原理为：开关(5)将电压调控档位当前的档位信息转化为二进制编码0、1信息，升压板(1)根据二进制编码0、1信息，控制升压板(1)中二极管状态变换，改变升压板(1)的输出电压。

6.根据权利要求1所述的一种探测器性能测试系统，其特征在于，所述转换功率增益的具体运算过程为：

所述外部读取设备读取所述插脚式检测结构检测采集的探测器参数，包括：信号源的资用功率、探测器的负载电压及负载电流；

将负载电压及负载电流运算，获得负载实际吸收的功率；

转换功率增益即为负载实际吸收的功率与信号源的资用功率的比值，具体公式如下所示：

Gt＝PI/Pa；

其中，Gt为转换功率增益；

PI为负载实际吸收的功率；

Pa为信号源的资用功率。

7.根据权利要求1所述的一种探测器性能测试系统，其特征在于，所述等效噪声功率的具体运算过程为：

所述外部读取设备读取所述插脚式检测结构检测采集的探测器参数，包括：探测器工作温度、探测器电阻、探测器电流、探测器元电荷、探测器码元数量、探测器码元传输速率、探测器带宽；

再设定探测器的有效面积以及玻尔兹曼常数，解得等效噪声功率；具体公式如下所示：

NEP＝sqrt(4kTRB+2qIB)/A；

其中，NEP为等效噪声功率；

K为玻尔兹曼常数；

T为探测器工作温度；

R为探测器电阻；

B为探测器带宽；

q为探测器元电荷；

I为探测器电流；

A为探测器有效面积。

8.根据权利要求1所述的一种探测器性能测试系统，其特征在于，所述判断的具体规则如下：

在所述外部读取设备输入被测探测器的额定转换功率增益以及额定等效噪声功率；

所述生成的被测探测器转换功率增益与所述被测探测器额定转换功率增益误差值处于±5％区间时，则无异常，可以安装；不处于±5％区间时，即判断被测探测器中放大器元件出现异常，无法达到预期工作状态；

所述生成的被测探测器等效噪声功率解析结果与所述被测探测器额定等效噪声功率误差值处于±5％区间时，则无异常，可以安装；不处于±5％区间时，即判断被测探测器安装在此环境中的工作状态异常，无法达到预期工作状态。