CN204142469U - 警示灯闪光能测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了警示灯闪光能测试系统，主要组成部件包括瞬态光度传感器、传感器支撑三脚架、数据采集卡、测试主机、机械调整平台、组合夹具、水平对准装置等。传感器和平台分别具有水平校准，之间通过激光水平垂直仪进行轴线对准，使系统部件紧密结合为整体。由瞬态光度传感器探测光脉冲信号并转换为电信号输出，经数据采集卡A/D信号转换进行采集和记录，测试过程中可通过机械平台调整警示灯在水平或垂直方向旋转，实现对警示灯各个方向上闪光能及相关光学性能测试。所述系统采用光电倍增技术探测光脉冲信号，满足响应速度和受光面尺寸要求。利用高精度万能倾斜分度盘对放置警示灯的机械平台进行调整，实现水平和垂直方向角度的变化。

Description

警示灯闪光能测试系统

技术领域

本实用新型涉及闪烁光源光学性能测试，尤其涉及警示灯闪光能测试系统。

背景技术

现有技术中，常亮光源(如照明光源)光学性能测试的仪器设备已相对成熟，而对闪烁光源的测试设备主要应用于摄影行业的闪光灯测试，尚未发现系统性测试警示灯闪光能的装置或设备。

如现有技术中，公开号为1847863，名称为摄影用闪光灯功能自动测试仪。该测试仪器是专门测试自动闪光灯的各项功能参数，是由测试夹具和测试控制器两部分组成，它可检测闪光时间长度，闪光准备时间和灯管工作电压等关键参数。测试项目可根据要求而增减，整个测试过程由微处理器中的测试程序自动完成，并通过液晶显示器显示测试结果和有关信息。但是该测试仪并不涉及测试警示灯闪光能。

又如现有技术中，公开号为103994877A，名称为一种手机闪光灯多路瞬态光度测试系统，包括光强探测器、光度测试仪和电脑主机，其中，光强探测器包括探测器信号处理模块以及设置在手机闪光灯光照侧的至少9个照度计，光度测试仪包括高速数据采集模块以及测试仪微光信号处理模块，照度计、探测器信号处理模块、高速数据采集模块、测试仪微光信号处理模块、电脑主机依次连接。该系统能够快速、准确的判断正确的手机初始闪光灯信号，解决了触屏手机触发瞬间照明采集的问题，并采集多个位置的瞬间光强用于判断手机闪光灯的瞬间光强以及瞬间照明的均匀性是否达到了拍摄要求。采用无线通信方式，简化了结构，使得光强探测器与光度测试仪之间的距离不受约束。但该测试系统也不能应用于警示灯闪光能的测试。

警示灯产品依据国家强制标准GB13954-2009进行检测，其中闪光能及相关光学性能是区别于其他产品的主要检测项目。目前，公安、法院、检察院以及消防、救护等执法执勤车辆上均需安装特种警示灯具，新近出现的警用自行车、电动巡逻车、移动警务室和警服肩章带等装备上也配置了警示灯，具有一定的测试需求。而现有闪烁光源测试设备由于技术发展并不完善，主要存在以下缺点或不足：

(1)光电探测元件响应速度慢，且不能测试脉冲组式的连续闪烁；

闪光灯的点亮持续时间一般为几个至几十毫秒，两次闪烁之间的时间间隔一般在2s以上；警示灯单次闪烁的持续时间不足1ms，一般连续发出3-5个闪烁脉冲，脉冲间隔小于100ms。闪光灯的测试装置不能满足警示灯产品的测试需求。

(2)光电探测元件的感光面积小；

中国标准出版社发行的警示灯国家标准GB13954-2009中第6.5.1条规定测试距离不小于7.5m，测量仪器受光面直径对警示灯基准中心的张角介于10′～1°之间，由此可得光电探测元件的感光面直径至少应为21.8mm。现有的快速响应光电探测器感光面直径多在2mm以下，不能满足测试要求。

(3)一体式设备处理能力有限，分体式设备存在人为误差，测试效率低；

多数光学测试仪器采用探测和分析一体式结构，积分等运算和数据处理能力有限，一般仅能显示结果数值，不能显示光脉冲波形，测试项目也比较单一。分体式多利用数字示波器采集和显示光电探测器的输出，由人工在光脉冲波形上选定测试起始点进行分析和计算，容易引入人为误差，而且测试效率低。

(4)机械结构设计不能满足警示灯测试要求；

根据应用场合的不同，警示灯存在圆形、方形、长排式等多种结构形式，外形尺寸从直径10cm到长2m不等，测试时还需要在水平和垂直方向上进行调整，常规的光学导轨等结构显然不能满足测试要求。

由此可见，现有光学测试技术中对光脉冲的响应时间、受光面的尺寸、机械机构的设计等方面均不能满足警示灯闪光能的测试需求。因而，现有技术中缺乏一种警示灯闪光能测试系统，涵盖光电探测、数据采集与分析和机械结构等领域，可实现系统化、精准化和自动化的测试。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型所述测试系统该系统主要采用分体式结构，光学采集和处理分别由不同的部件完成。系统的主要组成部件包括瞬态光度传感器、传感器支撑三脚架、数据采集卡、测试主机、机械调整平台、组合夹具、水平对准装置等。传感器和平台分别具有水平校准，两个部件之间通过激光水平垂直仪进行轴线对准，从而使系统部件结合为整体。由瞬态光度传感器探测光脉冲信号并转换为电信号输出，经数据采集卡A/D信号转换进行采集和记录，对采集到的数据测得结果。测试过程中可通过机械调整平台调整警示灯在水平或垂直方向旋转，实现对警示灯各个方向上闪光能及相关光学性能的测试。

1、为满足光脉冲测试要求，提高光电传感器件的响应速度、增大受光面尺寸，本实用新型在光信号探测方面采用了光电倍增技术，后端电路处理上选用快速响应运放芯片，搭建模拟电路将光电流信号转换为电压信号输出，并设计了电阻直通输出方式，有效保证了响应时间的要求。同时，设计和试验验证光电倍增管的光敏探测面在增大面积条件下的响应特性，在保证线性度和测试精度的条件下将瞬态光度传感器感光面的直径扩大到26mm，满足闪光能测试标准的要求。

2、为规避人为操作引起的测试误差，提高测试效率，本实用新型选用了高精度高采样率的数据采集卡，对瞬态光度传感器的电压输出信号进行采集、显示和记录，并进行数字滤波，然后利用光学量值-电压值对应关系得到瞬态光学值。经寻找脉冲起始和结束位置，实现脉冲组内脉冲数、脉冲间隔时间、脉冲持续时间等闪烁特性的测试，并通过积分得到闪光能测试结果。

3、高精度万能倾斜分度盘是机械加工领域车床等设备上经常使用的部件。在机械调整平台设计中，将安装警示灯的试验平台固定在分度盘上，利用分度盘垂直和水平方向上的可调性，实现对警示灯水平和垂直方向的调整，满足警示灯光源分布特性的测试。

4、常用警示灯主要有圆形吸顶、长排、杆式等形式。在机械试验平台上安装铁板，可实现磁力吸顶式灯具的安装；在机械试验平台上预留安装孔，通过各种厚度的橡胶垫片将长排警示灯悬空部位垫实，然后使用夹具杆压住警示灯，将螺杆穿过夹具杆与平台上的安装孔拧紧，可固定长排式警示灯；将U形板固定在试验平台上，使用夹具将杆式警示灯的安装杆固定在U形板上，可固定杆式警示灯。设计不同长短、不同宽度、不同厚度的夹具组合，可实现各类形式警示等的安装固定。

5、利用水平仪对机械调整平台的台面进行水平校准；使用三脚架对瞬态光度传感器进行固定，并利用水平仪对安装面进行水平校准；采用激光水平垂直仪对警示灯和瞬态光度传感器的轴线进行水平和垂直方向上的对准。三次校准，确保警示灯测量基准轴和瞬态光度传感器感光面中心轴线重合，减少测试误差。

本实用新型所述警示灯闪光能测试系统通过以下技术方案予以实现：所述测试系统由样灯、机械调整平台、组合夹具、水平仪、水平垂直仪、三脚架、瞬态光度传感器、大三角架、测试主机、数据采集卡、显示器组成。所述样灯和水平仪设置于机械调整平台上，所述样灯由组合夹具固定。所述水平垂直仪和瞬态光度传感器分别设置于三脚架和大三角架上，所述三脚架和大三角架放置于地面上，所述测试主机内设置有数据采集卡，所述瞬态光度传感器通过数据线与测试主机相连接，所述测试主机与显示器连接。

所述机械调整平台包括实验平台、万能倾斜分度盘、平台支座、平台主架、调整轮轴、万向地脚轮、工具箱、水准泡、电源插排、垂直调整旋钮、水平调整旋钮组成。所述实验平台设置于机械调整平台上端，所述实验平台和平台主架之间由上至下依次设置有万能倾斜分度盘、平台支座与工具箱，所述电源插排、垂直调整旋钮、水平调整旋钮设置在平台主架上，所述水准泡设置于平台主架上，平台主架通过调整轮轴、万向地脚轮平置于地面上。

所述瞬态光度传感器包括后面板、传感器主体、探测光敏面、探测面盖组成，所述后面板上设置有信号输出元件、档位切换开关、信号输出通路切换开关、供电输入元件、电源开关。

进一步的，所述样灯为杆式警示灯时，所述组合夹具由下夹持架、U型夹持块、紧固螺钉组成，所述杆式警示灯由下夹持架、U型夹持块和紧固螺钉固定于试验平台上。

进一步的，所述样灯为吸顶式警示灯时，所述组合夹具由橡胶垫片、铁质联接板、紧固螺杆、紧固螺母组成；所述吸顶式警示灯与橡胶垫片中间设置有铁质联接板，所述橡胶垫片由紧固螺杆包围并设置于实验平台上。

进一步的，所述样灯为长排警灯时，所述组合夹具由紧固螺杆、橡胶垫片、紧固螺母、长夹块组成，所述长排警灯上面设置有长夹块，所述长排警灯下方设置橡胶垫片，所述长排警灯通过紧固螺杆放置于实验平台上。

本实用新型所述警示灯闪光能测试系统的优越效果在于：效果优越、测试准确。本实用新型所述测试系统采用光电倍增技术探测光脉冲信号，满足响应速度和受光面尺寸的要求。通过数据采集卡等技术对光电传感器的输出信号进行处理，满足自动化高效测试要求。利用高精度万能倾斜分度盘对放置警示灯的机械平台进行调整，实现水平和垂直方向角度的变化。使用多组水平垂直仪对警示灯和光度传感器的方位进行校准，保证中心轴线精确对准。

附图说明

图1为本实用新型所述警示灯闪光能测试系统的正视图；

图2为本实用新型所述警示灯闪光能测试系统的俯视图；

图3为本实用新型所述瞬态光度传感器的侧视图；

图4为本实用新型所述瞬态光度传感器的后视图；

图5为本实用新型所述机械调整平台的正视图；

图6为本实用新型所述机械调整平台的俯视图；

图7为测试杆式警示灯时所述组合夹具的主视图；

图8为测试杆式警示灯时所述组合夹具的俯视图；

图9为测试吸顶式警示灯时所述组合夹具的主视图；

图10为测试吸顶式警示灯时所述组合夹具的俯视图；

图11为测试长排警示灯时所述组合夹具的主视图；

图12为测试长排警示灯时所述组合夹具的俯视图。

附图标记：1-样灯；2-机械调整平台；3-水平仪；4-水平垂直仪；5-三脚架；6-瞬态光度传感器；7-大三角架；8-测试主机；9-数据采集卡；10-显示器；11-后面板；12-传感器主体；13-探测光敏面；14-探测面盖；15-信号输出元件；16-档位切换开关；17-信号输出通路切换开关；18-供电输入元件；19-电源开关；20-实验平台；21-万能倾斜分度盘；22-平台支座；23-平台主架；24-调整轮轴；25-万向地脚轮；26-工具箱；27-水准泡；28-电源插排；29-垂直调整旋钮；30-水平调整旋钮；31-杆式警示灯；32-下夹持架；33-U型夹持块；34-紧固螺钉；35-吸顶式警示灯；36-橡胶垫片；37-铁质联接板；38-紧固螺杆；39-紧固螺母；40-长排警灯；41-长夹块。

具体实施方式

如图1-2所示，本实用新型所述警示灯闪光能测试系统由样灯1、机械调整平台2、组合夹具(图中未示)、水平仪3、水平垂直仪4、三脚架5、瞬态光度传感器6、大三角架7、测试主机8、数据采集卡9、显示器10组成。所述样灯1和水平仪3设置于机械调整平台2上，所述样灯1由组合夹具固定。所述水平垂直仪4和瞬态光度传感器6分别设置于三脚架5和大三角架7上，所述三脚架5和大三角架7放置于地面上，所述测试主机8内设置有数据采集卡9，所述瞬态光度传感器6通过测试主机8与显示器10相连接。

所述机械调整平台2包括：实验平台20、万能倾斜分度盘21、平台支座22、平台主架23、调整轮轴24、万向地脚轮25、工具箱26、水准泡27、电源插排28、垂直调整旋钮29、水平调整旋钮30组成。所述实验平台20设置于机械调整平台上端，所述实验平台20和平台主架23之间由上至下依次设置有万能倾斜分度盘21、平台支座22与工具箱26，水，所述电源插排28、垂直调整旋钮29、水平调整旋钮30设置在平台主架23上，所述水准泡27设置于平台主架23上，平台主架23通过调整轮轴24、万向地脚轮25平置于地面上。

所述瞬态光度传感器6包括：后面板11、传感器主体12、探测光敏面13、探测面盖14组成，所述后面板11上设置有信号输出元件15、档位切换开关16、信号输出通路切换开关17、供电输入元件18、电源开关19。

所述样灯1为杆式警示灯31时，所述组合夹具由下夹持架32、U型夹持块33、紧固螺钉34组成，所述杆式警示灯31由下夹持架32、U型夹持块33和固螺钉34固定于试验平台20上。

所述样灯1为吸顶式警示灯35时，所述组合夹具由橡胶垫片36、铁质联接板37、紧固螺杆38、紧固螺母39组成；所述吸顶式警示灯35与橡胶垫片36中间设置有铁质联接板37，所述橡胶垫片36由紧固螺杆包围并设置于实验平台20上。

所述样灯1为长排警灯40时，所述组合夹具由紧固螺杆38、橡胶垫片36、紧固螺母39、长夹块41组成，所述长排警灯40上面设置有长夹块41，所述长排警灯40下方设置橡胶垫片36，所述长排警灯40通过紧固螺杆38放置于实验平台20上。

为达到响应时间及弱光测试的要求，所述测试系统采用光电倍增管，由瞬态光度传感器6探测光脉冲信号并转换为电信号输出，通过光电信号经电阻直接输出通路，保证了总体响应时间的要求，响应时间经中国计量科学研究院光学处计量可达到0.5us。所述电信号经数据采集卡9A/D信号转换进行采集和记录，所述测试系统对采集到的数据测算结果。所述数据采集卡9选用美国NI公司16位AD采集卡，保证了精度要求；测试数据的误差范围能够控制在±4％以内；所述测试系统能够捕捉到警示灯样品发出的光学波形，并可上自动输出周期、脉冲间隔等闪烁特性参数；能够测试警示灯产品的闪烁特性、峰值光强和闪光能，测试的警示灯光源类型覆盖卤素灯、LED和脉冲氙灯，颜色覆盖红色、蓝色和黄色；机械调整平台承重80kG能够适应圆灯、长排灯、显示屏、监视器等各种规格尺寸光学产品的安装要求，并可牢靠固定吸顶、长排及杆式警示灯，机械调整平台的水平方向定位范围为360°，定位精度不大于5′；垂直方向定位范围为-15°至+60°，定位精度不大于10′。机械调整平台2选用铝合金面板及夹具件，美观耐用、防止锈蚀，底座选用铁质材料，满足配重要求；三脚架5选用摄录专用架，安装可靠、稳定，防止探测器跌落损伤；水平垂直仪4采用激光型，保证非接触和远距离对准。测试过程中可通过机械平台2调整警示灯样灯1在水平或垂直方向旋转，实现对警示灯各个方向上闪光能及相关光学性能的测试。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型公开的范围内，能够轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种警示灯闪光能测试系统，其特征在于：所述测试系统由样灯、机械调整平台、组合夹具、水平仪、水平垂直仪、三脚架、瞬态光度传感器、大三角架、测试主机、数据采集卡、显示器组成，所述样灯和水平仪设置于机械调整平台上，所述样灯由组合夹具固定，所述水平垂直仪和瞬态光度传感器分别设置于三脚架和大三角架上，所述三脚架和大三角架放置于地面上，所述测试主机内设置有数据采集卡，所述瞬态光度传感器通过数据线与测试主机相连接，所述测试主机与显示器连接。

2.根据权利要求1所述警示灯闪光能测试系统，其特征在于：所述机械调整平台包括实验平台、万能倾斜分度盘、平台支座、平台主架、调整轮轴、万向地脚轮、工具箱、水准泡、电源插排、垂直调整旋钮、水平调整旋钮组成，所述实验平台设置于机械调整平台上端，所述实验平台和平台主架之间由上至下依次设置有万能倾斜分度盘、平台支座与工具箱，所述电源插排、垂直调整旋钮、水平调整旋钮设置在平台主架上，所述水准泡设置于平台主架上，平台主架通过调整轮轴、万向地脚轮平置于地面上。

3.根据权利要求1所述警示灯闪光能测试系统，其特征在于：所述瞬态光度传感器包括后面板、传感器主体、探测光敏面、探测面盖组成，所述后面板上设置有信号输出元件、档位切换开关、信号输出通路切换开关、供电输入元件、电源开关。

4.根据权利要求2或3所述警示灯闪光能测试系统，其特征在于：所述样灯为杆式警示灯时，所述组合夹具由下夹持架、U型夹持块、紧固螺钉组成，所述杆式警示灯由下夹持架、U型夹持块和紧固螺钉固定于试验平台上。

5.根据权利要求2或3所述警示灯闪光能测试系统，其特征在于：所述样灯为吸顶式警示灯时，所述组合夹具由橡胶垫片、铁质联接板、紧固螺杆、紧固螺母组成，所述吸顶式警示灯与橡胶垫片中间设置有铁质联接板，所述橡胶垫片由紧固螺杆包围并设置于实验平台上。

6.根据权利要求2或3所述警示灯闪光能测试系统，其特征在于：所述样灯为长排警灯时，所述组合夹具由紧固螺杆、橡胶垫片、紧固螺母、长夹块组成，所述长排警灯上面设置有长夹块，所述长排警灯下方设置橡胶垫片，所述长排警灯通过紧固螺杆放置于实验平台上。

7.根据权利要求2所述警示灯闪光能测试系统，其特征在于：所述械调整平台的水平方向定位范围为360°，定位精度不大于5′。

8.根据权利要求2所述警示灯闪光能测试系统，其特征在于：所述所述械调整平台的垂直方向定位范围为-15°至+60°，定位精度不大于10′。