光报警器的测试系统、测试装置和测试方法与流程

本发明涉及消防领域，特别涉及一种用于测试消防系统中的光报警器的测试系统、测试装置和测试方法。

背景技术：

火灾轻则会使人们的物质财产遭受损失，重则会危及人们的人身安全。火灾报警器的出现有利于人们实时监控火情的发生，尽早了解火情信息，从而及时采取行动以减小火灾带来的危害。

在消防领域，各种火灾报警器层出不穷。光报警器为一种典型的火灾报警装置，其能够在发现火情时发出高亮度的闪光报警。光报警器尤其适用于例如大型商场等嘈杂的环境，还特别适于警示具有听力障碍的人士。由于光报警器可以按照一定频率发出瞬时强光，其在能见度低或事故现场有烟雾产生的场所也能够起到良好的警示效果。

由于消防系统的可靠性关系到人身安全，各个国家都设置有较为严苛的国家标准来规范消防领域的产品，报警装置尤为严格。因此，对光报警器的测试也尤为重要，当光报警器的测试达到相关国家标准要求后，才能允许该光报警器出厂。

因此，如何对光报警器进行高效测试成为了亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出了一种用于测试消防系统中的光报警器的测试系统、装置和方法。

本发明第一一方面提供一种用于测试消防系统中的光报警器的测试系统，其中所述光报警器包括频闪灯，且所述测试系统包括：

一个光学平台，具有一个平台平面；

一样品架，其可活动地安装在所述平台平面上，待测光报警器能够被夹持在所述样品架上，该样品架具有第一旋转轴和第二旋转轴，其中，所述第一旋转轴垂直于所述平台平面，所述第二旋转轴垂直于所述第一旋转轴，所述待测光报警器的发光参考点置于所述第一和第二旋转轴的交叉点处，所述样品架能够使所述待测光报警器能够绕所述第一旋转轴转动一第一角度和/或绕第二旋转轴转动一第二角度；

一个感测组件，其可活动地安装在所述平台平面上且与所述第一和第二旋转轴的交叉点间隔开一个预定距离，用于感测光照度；

一个控制装置，其连接到所述样品架和所述感测组件，且能够通过调节所述第一角度和/或所述第二角度确定一个测试点，并判断所述感测组件在所述测试点处测量出的光照度是否达到与相关标准对应的一个目标值；

其中，所述测试点位于一个所述相关标准规定所述光报警器所应具有的光辐射空间体的体表面上。

优选地，所述相关标准包括中国消防标准、欧洲消防标准、美国消防标准UL系列、以及北美消防标准ULC系列中任意一个。

本发明提出的这种测试系统采用两个正交旋转轴构建的坐标系来对各个不同标准中的光覆盖范围进行体空间转换。这样，本发明提出的测试系统可以适应于多种标准的测试要求，而无需针对每一标准构建一套测试系统。再者，具有两个旋转轴的样品架可以改变光报警器的取向，即出射光的取向。这样，感测组件可以固定在预定距离之外，即可完成测试。这一设计简化了操作复杂度，也简化了样品架的机械结构。另外，这一测试系统可以实现自动化测试，这极大降低了测试的人力成本。

根据如上所述的测试系统，其中，所述相关标准为中国消防标准时，所述目标值是在考虑背景光影响下根据人眼能够清晰可见的最低光照度换算得到的，所述最低光照度为0.4Lux。采用本发明提出的上述转换方案，可以针对中国消防标准进行定量测试和自动化测试。这一测试方案可以提高测试准确度和测试效率。

根据如上所述的测试系统，其中，在顶装模式下，所述相关标准为欧洲消防标准情况下，所述待测光报警器所应具有的所述光辐射空间体为一个圆柱体，所述待测光报警器位于所述圆柱体的顶面中心处，所述第一旋转轴和第二旋转轴之一垂直于所述顶面，另一个位于所述顶面内。

根据如上所述的测试系统，其中，在墙装模式下，所述相关标准为欧洲消防标准情况下，所述待测光报警器所应具有的所述光辐射空间体为一个长方体，所述待测光报警器位于所述长方体的一个侧面内，所述第一旋转轴和第二旋转轴之一垂直于所述侧面，另一个位于所述侧面内。

根据如上所述的测试系统，其中，所述相关标准为所述美国消防标准时，所述待测光报警器所应具有的所述光辐射空间体为一个半球体，所述待测光报警器位于所述半球体的球心，所述第一旋转轴和第二旋转轴之一设置成位于所述半球体的平面内，另一个垂直于所述半球体的平面。

本发明提出的上述测试系统可以将不同标准下的光覆盖范围转换到一个统一的坐标系统下。由此，本发明提出的测试系统具有很好的适应性和兼容性。

根据如上所述的测试系统，还包括一个同步电路，该同步电路包括：采样电路，在预采样周期内获取所述待测光报警器的闪光信号；边沿提取电路，从所述采样电路获得的闪光信号提取出边沿信号；同步信号产生电路，根据所述边沿信号生成一个同步触发信号发送给所述感测组件。

优选地，所述采样电路还包括：第一采样电路，在预采样周期内获取所述待测光报警器的闪光信号；第二采样电路，获取背景光信号；差分放大电路，对所述闪光信号和所述背景光信号进行差分处理，得到消除背景光的闪光信号。更为优选地，所述同步信号产生电路所生成的同步触发信号的上升沿相较于所述边沿信号中的上升沿具有一预定的提前量或滞后量。在本发明中，采用同步电路来解决光报警器闪光和照度计启动测量之间的同步问题。由此，本发明提出的测试系统可以实现更为准确的自动化测试。

根据如上所述的测试系统，还包括一个箱体，所述样品架和所述感测组件能够置于所述箱体内，所述箱体由吸光材料制成。优选地，所述箱体上设置有至少一个箱门和至少一个触点开关，当所述箱门闭合以封闭所述箱体时，所述触点开关导通，用以触发电源为所述待测光报警器供电。本发明提出的测试系统更加安全可靠，可以避免操作人员因误操作而损伤眼睛。

本发明第二方面提供一种用于测试消防系统中的光报警器的测试方法，其中所述光报警器包括频闪灯，所述测试方法包括：

获取待测光报警器所需满足的标准类型和安装模式；

根据所述标准类型和安装模式，获取一系列的原始测试点数据，每个所述测试点位于一个所述标准类型规定的所述光报警器所应具有的光辐射空间体的体表面上；

对所述原始测试点数据进行空间转换，得到转换后的测试点数据，每个所述转换后的测试点数据指示出所述待测光报警器绕第一旋转轴转动的第一角度、和/或绕第二旋转轴转动的第二角度，其中，所述第一旋转轴和第二旋转轴相互垂直，且所述待测光报警器的发光参考点置于所述第一和第二旋转轴的交叉点处，其中，；

在距所述交叉点处一测试距离处，测量所述待测光报警器发出光的光照度；

判断所述测量到的光照度是否满足与所述标准类型规定对应的一个目标值。

根据如上所述的测试方法，其中，所述标准类型包括中国消防标准、欧洲消防标准、美国消防标准UL系列、以及北美消防标准ULC系列中任意一个。

根据如上所述的测试方法，其中，所述标准类型为中国消防标准时，所述目标值是在考虑背景光影响下根据人眼能够清晰可见的最低光照度换算得到的，所述最低光照度为0.4Lux。

根据如上所述的测试方法，其中，在顶装模式下，所述标准类型为欧洲消防标准情况下，所述待测光报警器所应具有的所述光辐射空间体为一个圆柱体，所述待测光报警器位于所述圆柱体的顶面中心处，所述第一旋转轴和第二旋转轴之一垂直于所述顶面，另一个位于所述顶面内；或者

在墙装模式下，所述标准类型为欧洲消防标准情况下，所述待测光报警器所应具有的所述光辐射空间体为一个长方体，所述待测光报警器位于所述长方体的一个侧面内，所述第一旋转轴和第二旋转轴之一垂直于所述侧面，另一个位于所述侧面内。

根据如上所述的测试方法，其中，所述标准类型为所述美国消防标准或所述ULC标准时，所述待测光报警器所应具有的所述光辐射空间体为一个半球体，所述待测光报警器位于所述半球体的球心，所述第一旋转轴和第二旋转轴之一设置成位于所述半球体的平面内，另一个垂直于所述半球体的平面。

根据如上所述的测试方法，其中，所述测量步骤还包括：

采样所述待测光报警器在一个预采样周期内的闪光信号；

从所述闪光信号中提取出边沿信号；

根据所述边沿信号生成一个同步触发信号；

按照所述同步触发信号，测量所述待测光报警器发出光的光照度。

根据如上所述的测试方法，其中，所述目标值为按照如下公式利用所述测试距离换算得到的目标照度值：

目标照度值＝最低光照度*标准规定的实际距离²/所述测试距离²。

本发明第三方面提供一种用于测试消防系统中的光报警器的测试装置，其包括一个用于夹持待测光报警器的样品架，所述样品架包括：一个底座部分，其能够可活动地安装在一个光学平台的平台平面上；一个旋转台，其安装在所述底座部分上且能够响应于一个控制信号而绕第一旋转轴转动第一角度，所述第一旋转轴垂直于所述平台平面；一个可转动的夹持器，其安装在所述旋转台上且适于夹持一个待测光报警器，所述夹持器能够响应于一个控制信号而使得所夹持的待测光报警器绕一个第二旋转轴转动第二角度，所述第二旋转轴垂直于所述第一旋转轴，而且所夹持的待测光报警器的发光参考点置于所述第一和第二旋转轴的交叉点处。

根据如上所述的测试装置，其中，所述样品架还包括一个调整机构，所述调整机构能够将所述夹持器所夹持的待测光报警器的发光参考点置于所述第一和第二旋转轴的交叉点处，所述调整机构包括：一个第一滑轨，其安装在所述旋转台上且能够和所述旋转台同步转动，所述第一滑轨沿垂直于所述第一旋转轴的方向延伸；一个支撑件，其安装在所述滑轨上且能够沿所述滑轨滑动，所述支撑件具有一个垂直于所述第二旋转轴的安装面，所述夹持器适于安装在所述安装面上。采用本发明提出上述调整机构，可以更加精确地将待测光报警器的发光参考点置于两个旋转轴的交点位置。更为优选地，支撑件的安装面上设置有沿纵向延伸的长孔。夹持器可以安装在长孔处，并可根据需要调节夹持的安装高度。这样，夹持器可以适于夹持各种不同尺寸的光报警器。

根据如上所述的测试装置，其中，所述夹持器还包括一个电滑环，其能够电连接到所述待测光报警器的，或者所述底座部分还包括：一个第二滑轨，其安装在述平台平面上；和一个升降台，其安装在所述第二滑轨上，且能够在垂直于所述平台平面的方向上上升或下降。在本发明的测试装置中，使用电滑环作为待测光报警器的电连接端子。这样，待测光报警器在连续旋转时，其电连接线不会发生任何缠绕。

从上述方案中可以看出，由于本发明用于测试消防系统中的光报警器的测试系统、装置和方法，不同标准下所规定的光报警器的光覆盖范围可以统一在一起，进而能够实现对光报警器的自动检测，且简化了样品架的结构。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1示例性地示出了一种典型的光报警器的结构。

图2示出了根据本发明一个实施例的测试系统。

图3A和图3B示出了顶装模式下欧洲标准所规定的光覆盖范围。

图4A-图4D示出了墙装模式下欧洲标准所规定的光覆盖范围。

图5示例性地示出了图2所示测试系统的这一工作流程。

图6A-图6D示例性地示出了如图2所示的样品架的一种示例性的结构。

图7A示出了一种典型的光报警器闪光的波形图。

图7B和7C分别示出了照度计完全错过或部分错过闪光脉冲的波形图。

图7D示出了在正常情况下照度计刚好捕捉到闪光脉冲的情况。

图8示例性地示出了图2中控制装置的一种具体结构。

图9A～9C示出安装图8所示的同步电路的测试系统中的同步过程。

图10示例性地示出了一个更为优选的测试系统。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

实施例一

图1示例性地示出了一种典型的光报警器的结构。如图1所示，光报警器10一般包括底座12、固定在底座12上的发光元件14，以及罩住发光元件且与底座扣合的透明罩体16。发光元件14可以是例如图1所示的氙灯，也可以是单颗或多颗LED元件，还可以是集成的LED阵列。光报警器10为频闪灯，其一般以例如1s为周期闪烁，每个周期内闪光仅持续十几毫秒到大约一百毫秒左右。频闪灯的特点是能够在瞬时发出高亮度的光，起到警示作用，然后熄灭一段时间，如此往复。

从远场角度看，每一个光报警器10在理想情况下均可视作一个点光源。由此，光报警器一般在出厂时由厂家设定一个发光参考点，光报警器发出的光线均可视作从该发光参考点发出。根据各个厂家设计的不同，发光参考点的设定位置也有所不同。例如，发光参考点可以位于发光元件14的中心，也可以位于发光元件14之外的某处，甚至可以位于光报警器之外。厂家在光报警器出厂时一般会声明发光参考点的位置。从测试角度或使用角度讲，可以将光报警器视作一个以其出厂设定的发光参考点为中心的点光源。

图2示出了根据本发明一个实施例的测试系统，其用来测试消防系统中如图1所示的光报警器是否满足相关标准。如图2所示，测试系统200包括一个光学平台210、样品架220、感测组件230和控制装置240。这里，可选地，光学平台210也可以不包含在测试系统之内。

如图2所示，光学平台210具有一个平台平面212，其上可以固定各种光学器件以及搭建光学系统。光学平台210可以为光学系统提供稳定的支撑和水平的基准平面，即该平台平面212。

样品架220和感测组件230均可活动地安装在平台平面212上。也就是说，样品架220和感测组件230可以在平台平面212内移动，也可固定在平台平面212内的某个位置。如图2所示，样品架220和感测组件230彼此间隔开一定距离而安装在光学平台210上。待测光报警器10能够被夹持在样品架220上。感测组件230则可测量该待测光报警器发出光的光照度。这里，优选地，感测组件230为照度计。

如图2所示，具体地，样品架220具有第一旋转轴Zα和第二旋转轴Zβ。第一旋转轴Zα垂直于平台平面212。第二旋转轴Zβ垂直于第一旋转轴Zα且与第一旋转轴Zα交叉在O点处。在测试时，样品架220将待测光报警器10的发光参考点置于第一旋转轴Zα和第二旋转轴Zβ的交叉点O处，并能够使得待测光报警器10分别绕第一旋转轴Zα和/或第二旋转轴Zβ转动一定角度。这里假设，第一和第二旋转轴的交叉点O与感测组件230的感光面之间间隔开一个预定距离d。距离d即为测试期间的测量距离。感测组件230还可以具有支架，其支架可以改变支持高度、俯仰。支架也可以左右平移以及左右侧旋，用于校准感测组件中心和样品发光参考点的同心对齐。

样品架220和感测组件230还电连接到一个控制装置240。控制装置240一方面控制样品架220上的待测光报警器分别绕两个旋转轴转动的角度，另一方面采集感测组件230所测量出的光照度。控制单元240还能够判断感测组件230测量出的光照度是否达到与相关标准对应的一个目标值。

以下将分别结合中国消防标准(例如GB26851-2011)、欧洲消防标准(例如EN54-23)、美国消防标准(例如UL1971)，以及北美消防标准(例如加拿大标准ULC-S526-07)，详细描述图2所述的测试系统是如何完成测试工作的。

各个不同的标准均以各自独特的方式界定了光报警器所应具有的光覆盖范围。例如，中国标准GB26851-2011具体规定了：“在100lux-500lux的背景光的光照度下，25m外清晰可见”。这意味着，光报警器的实际光覆盖范围至少为25m。但是，该中国标准中并没有为“清晰可见”设定量化的最小光照度。再比如，欧洲标准EN54-23具体规定了厂家出产光报警器时可以用W-H-L来描述墙装的光报警器的光覆盖范围。W-H-L所描述的光覆盖范围为一个呈长方体状的空间，其中W表示墙装，H表示在该长方体高度方向的覆盖范围，L表示在宽度和长度方向上的覆盖范围。类似地，在欧洲标准中，用C-H-R表示顶装光报警器的光覆盖范围。C-H-R所描述的光覆盖范围实际上为一个圆柱体状的空间，其中C表示顶装，H表示在该圆柱体的高度方向上的覆盖范围，R表示圆柱体横截面的直径。此外，美国标准和加拿大标准分别限定了光报警器在-90度到+90度的水平角度上的光强分布。可见美国和北美的标准所规定的光报警器的覆盖范围可视作一个半球体状的空间。

鉴于各个标准间的上述差异，本发明的发明人通过分析指出：不同标准下光报警器的光覆盖范围可以视作光报警器所应具有的一个光辐射空间体(例如，上述的圆柱体、长方体和半球体)。光报警器的发光参考点位于该光辐射空间体的某个位置。例如，对于EN54-23的顶装模式，发光参考点位于圆柱体顶面上的中心位置。这样，如果在这个光辐射空间体的体表面处测得的光满足相关标准给定的目标值，则表示相关光报警器满足该标准。本发明的发明人进一步提出了用球坐标系来描述这些光辐射空间体的体表面上的测试点。图2中的控制装置240能够通过调节分别绕第一旋转轴Zα和第二旋转轴Zβ转动的角度确定一个测试点，该测试点应位于一个相关标准规定的光报警器所应具有的光辐射空间体的体表面上。如此设计，不同标准下所规定的光报警器的光覆盖范围可以统一在一起，且简化了样品架的结构。

以下将结合具体实例描述图2所示的测试系统如何扫描不同标准下光报警器所应具有光辐射空间体的体表面。

实施例二

图3A和图3B示出了顶装模式下欧洲标准(例如EN54-23)所规定的光覆盖范围。所谓顶装就是光报警器安装在屋顶或天花板上。如上所述，按照欧洲标准，这种顶装光报警器的光覆盖范围可以用C-H-Y来标识，其光辐射空间体为如图3A和图3B所示的圆柱体300。光报警器的发光参考点位于圆柱体的顶面中心位置O，也就是天花板上的安装位置。H表示圆柱体的高度，也就是天花板到房间底面的高度。Y为圆柱体横截面的直径。圆柱体300一般需要大于光报警器所安装的房间大小，这样才能保证房间完全处于覆盖范围内。图3A和3B中用虚线示意性地示出房间的尺寸。对于图3A和图3B所示的呈圆柱体的光辐射空间体，待测试的测试点位于该圆柱体的圆柱面和底面上。

图3A示出测试点P1位于圆柱表面的情况。图3B示出测试点P2位于圆柱体底面的情况。在图3中，顶面中心位置O是样品架220上两个旋转轴Zα和Zβ的交叉点，即发光参考点位于两旋转轴交叉点O处。旋转轴Zβ垂直于圆主体顶面，旋转轴Zα在该圆柱体顶面内且与旋转轴Zβ垂直。如图3A和图3B所示，测试点P1和测试点P2均可用一组数据(α、β、D)来表示，其中，α表示绕旋转轴Zα转动一个α角度，β表示绕旋转轴Zβ转动一个β角度，D表示O点到测试点间的实际距离。由图3A和图3B所示，实际距离D可表示为：

由此可见，控制装置240可以通过调节α角度和β角度来扫描呈圆柱体的光辐射空间体300的表面，从而测试光报警器的光覆盖范围。根据公式(1)也可计算得到测试点与发光参考点之间的实际距离D。在该距离D处测量光报警器的发光强度，即可判断是否满足相关欧洲标准的要求。

实施例三

图4A-图4D示出了墙装模式下欧洲标准(例如EN54-23)所规定的光覆盖范围。所谓墙装就是光报警器安装在房间的墙壁上。如上所述，按照欧洲标准，这种顶装光报警器的光覆盖范围可以用W-H-L来标识，其光辐射空间体为如图4A-4D所示的长方体400。光报警器的发光参考点位于长方体400的侧面的一个棱的中心位置O。H表示长方体的高度，也就是光报警器安装位置距离房间底面的高度。L为长方体的宽度和长度，也就是其适用房间的长和宽。实际房间的大小一般需要小于长方体400的大小，这样才能保证房间完全处于覆盖范围内。对于图4A-4D所示的呈长方体的光辐射空间体，待测试的测试点位于该长方体侧面和底面上。

图4A示出测试点P3位于长方体的前表面的情况。图4B示出测试点P4位于长方体侧面的情况。图4C和图4D示出测试点P5和P6分别位于长方体棱上的情况。在图4A～4D所示，旋转轴Zα垂直于长方体400的顶面，旋转轴Zβ在顶面内延伸。中心位置O是样品架220上两个旋转轴Zα和Zβ的交叉点，即发光参考点位于两旋转轴交叉点O处。

如图4A所示，如果先绕旋转轴Zα转动一角度α，再绕旋转轴Zβ转动360度角，则可扫描出一个如图4A中虚线所示的圆锥体50。圆锥体50的顶点位于交叉点O处，顶角大小由角度α确定，圆锥体50的高度可以无限延伸。圆锥体50的表面，即锥表面可以与相关的光辐射空间体(例如长方体400)的各个表面相切，二者相切形成的交线上的点，即为光辐射空间体表面上的待测测试点。以图4A中的长方体为例，圆锥体50的锥表面与长方体各面的交线可能是半圆型曲线、也可能是抛物线或双曲线等圆锥曲线。在这些交线上可选择测试点，例如图4A中的P3点。P3点在该交线上的具体位置可以进一步用绕旋转轴Zβ转动的角度β来确定其取向，以O点到该P3点的距离D确定其具体位置。这样，每个测试点，例如P3，即可用一组数据(α、β、D)来描述。

在图4A的例子中，α角度满足即圆锥体50的锥表面被长方体400的前表面410切割。相切后形成的交线为半圆形51，其半径RCone＝L*cotα≤L/2。在图4A所示的例子中Rcone≤H，半圆交线51上的点均可选作为测试点。这时，绕旋转轴Zβ转动的β度角满足在0°≤β≤180°的范围内，则该测试点在直角坐标系中的值可用(α、β、D)来表示，即：

当Rcone＞H时，圆锥体50的锥表面与长方体前表面410相切得到的交线为两端圆弧，圆弧上的点可为测试点。与此同时，由于当Rcone＞H，圆锥体50的锥表面还被长方体400的底面420切割，其交线大体为一段抛物线，该抛物线上的点同样可用作测试点，以测试底面位置上的光辐射强度。这些测试点的位置均可参照P3点的描述方式用(α、β、D)来描述。

图4B示出了0°≤α＜tan^-12的情况。如图4B所示，如果先绕旋转轴Zα转动一角度α，再绕旋转轴Zβ转动360度角，则可扫描出一个如图4B中虚线所示的圆锥体。该圆锥体的锥表面可以与长方体400的两个侧面和底面相切割。所形成的交线上的点可选作测试点，例如位于侧面上的P4点。与P3类似，该测试点P4可以表示为(α、β＝0、D＝L/2)，其对应的直角坐标系内的坐标可表示为：

图4C示出了α＝0°情况下的测试点P5。如图4C所示，当α＝0°时，图4A和图4B中示出的圆锥体变换成一个平面，即位于光报警器的安装墙面上，也就是图4C中示出的长方体400的后表面430。该平面与长方体400侧面和底面的交线即为后表面430的边界。这样，位于侧棱上的测试点P5在直角坐标系下的位置可以同样用(α、β、D)来表示，即：

图4D示出了α＝90°情况下的测试点P6。如图4D所示，当α＝90°时，图4A和图4B中示出的圆锥体变换成一根与长方体400的前表面410垂直的直线。这样，测试点P6就位于长方体400棱的中心位置。测试点P5在直角坐标系下的位置同样可以用(α、β、D)来表示，即：

由图4A-4D所示，墙装模式下，欧洲标准规定的光辐射空间体的体表面上的每个测试点完全可以用(α、β、D)来表示。换言之，在实际使用中，可以基于欧洲标准的测试点列表，安装上述图4A～4D所描述的转换方式，将直角坐标系下的测试点位置转换为(α、β、D)所描述的测试点位置。进而，操控图2所示的样品架220和感测组件230达到所需的位置。

这里，优选地，将上述实际距离D转换为一个实验室或测试间内可操作的测量距离d，并得到与测量距离d对应的光照度值E。具体地，按照欧洲标准，在距离发光参考点一定实际距离D处(即，测试点)处测得的光应该对人眼而言上清晰可见的。在欧洲标准中为“清晰可见”定义了一个最低照度值Emin，也称作基准光照度值，Emin＝0.4Lux。考虑到实际测试条件的限制，可以通过光强与照度之间的转换公式，来得到实际测试中与标准对应的目标值。

Ieff＝Emin·D²＝Eeq·d² (6)

其中，Ieff为有效光强值，其可以根据Blondel-Rey公式计算得到，

Emin为基准光照度，

D为前面述及的发光参考点到测试点的实际距离，

d为实际测试时的测试距离

Eeq为在测试距离d下测试点处所应测得的目标照度值。

采用这种方式，可以在有限空间内实现测试，并能确保在实际使用中与测试结果相同。

实施例四

如前所述，美国标准和加拿大标准所限定的光报警器的光覆盖范围可视作一个半球体状的空间体，且以光报警器的发光参考点为球心。这种情况下，两旋转轴交叉点O也位于该球心处。旋转轴Zβ垂直于半球体的底部平面，旋转轴Zα处于该半球体底部平面内且垂直于旋转轴Zβ。测试时，若固定绕旋转轴Zβ转动角度为零，而绕旋转轴Zα转动待测光报警器-90°～+90°且每间隔5°进行一次测量。再将待测光报警器绕旋转轴Zβ转动角度90°，然后继续绕旋转轴Zα转动待测光报警器-90°～+90°，且每间隔5°进行一次测量。这样，即可获得在该半球体上十字交叉的子午线上各个测试点处的光强。若这些测试点的光强均达到相关目标值，则表示该待测光报警器满足美国标准。

简便起见，在本发明中，亦将美国标准中对光强的测量转换为对光照度的测量。也就是利用如下公式计算得到相关的目标照度值。

Ieff＝Eeq·d² (7)

其中，Ieff为美国标准中规定的光强分布中各个测试点的光强值，

d为实际测试时的测试距离，

Eeq为在测试距离d下测试点处所应测得的目标照度值。

实施例五

中国消防标准，例如GB26851-2011，限定了在距离光报警器25米处，在100～200lux的背景光下，告警光应清晰可见。然而，中国标准GB26851-2011中没有规定“清晰可见”的定量值。现有的测试手段是采用人工进行测试。因此，在本实施例中，发明人将中国标准的GB26851-2011中规定的清晰可见采用与EN54-23相同的标准，即光照度为大于或等于基准光照度，例如0.4lux。当然，根据实际需要，也可以将GB26851-2011的清晰可见确定为其它标准下的基准光照度，也可以根据实际情况确定一个适合的照度值，作为该基准光照度。

如本领域所知的，背景光的强弱会影响告警光的效力。比如，在相同警示效果条件下，背景光越弱，告警光的照度可以越低；背景光越强，告警光的照度需要相应增加。在欧洲标准EN54-23中明确给出了不同背景光条件光覆盖范围的转换因子。表1为EN54-23标准所要求的不同强度的背景光下的转换因子。

表1

如前所述，每个光报警器产品在出厂时会标识有一个标称距离，例如W-2.4-3。W表示墙装。2.4表示光报警器安装高度，单位米。3表示覆盖范围，单位米。在不同背景光下，同一标称的光报警器的实际覆盖范围将相应有所不同，且可以利用上述转换因子计算得到，即，实际使用距离＝转换因子×标称距离。若采用EN54-23标准来规定中国GB26851-2011标准所要求的最小实际使用距离为25m，那么例如在100-200lux的背景光下，标称距离应为25/4.4，即约为5.7m。因此，例如在100-200lux的背景光下，光报警器在标称距离5.7米下的光照度需至少为0.4lux×(5.7m)²，即光强至少为13cd。表2例举出了GB26851-2011中不同背景光的所对应的标称距离以及光强。

如公式(7)所述，光强、照度和测试距离之间满足公式(7)的关系。这样，基于测试时的测试距离d，可以利用公式(7)并参照表2计算出不同背景光下的照度目标值。

实施例六

如图2所示，样品架220可以夹持并旋转待测光报警器10。样品架220处绕旋转轴Zα和旋转轴Zβ转动的角度决定了待测光报警器10的取向。样品架220上的交叉点O到感测组件230的距离决定了测试距离d。简便起见，本发明的发明人提出，在测试之初则固定测试距离d，即固定交叉点O到感测组件230的距离。然后根据所采用的标准要求逐个测试点进行测试时只通过改变α和β角度来改变待测光报警器的取向。图5示例性地示出了图2所示测试系统的这一工作流程。该流程由图2中的控制装置240执行。

如图5所示，首先，在步骤S510，控制装置240获取输入值，该输入值包括所采用的标准类型T(对于欧洲标准，还包括安装方式)、预先确定的测试距离d。进而，在步骤S520，基于所输入的标准类型和测试距离d，获取与该标准类型对应的原始测试点列表Lo，该原始测试点列表Lo包括该标准类型下每个测试点的位置以及标准中规定的该测试点处的目标值Itarget。该标准中规定的目标值可以是光强值，也可以是照度值。在步骤S530，对所获取的原始测试点列表Lo进行转换，以得到转换后的测试点列表Lc。转换后的测试点列表包括用(α，β)描述的测试点位置以及基于测试距离d和标准中规定的目标值Itarget计算得到的目标照度值Eeq。进而，在步骤S540，控制装置240依次读取转换后的测试列表Lc中的测试点数据，并控制样品架240转动到相应的(α，β)。在步骤S550，在样品架240转动到位后，控制待测光报警器闪光，以及控制感测组件230测量该光照度。最后，在步骤S560，将测得的光照度与测试点列表中的目标照度值Eeq进行比较。如果超出Eeq，则表明该测试点处的光强满足相关标准。如此，依次测量、比较，直至全部测试点测量完成。

采用例如图5所述的方法，可以实现不同标准下光报警器的自动化测量。

实施例七

图6A-图6D示例性地示出了如图2所示的样品架的一种示例性的结构。图6A示出该实施例中样品架600的安装状态。如图6A所示，样品架600包括底座部分610、旋转台620、夹持器630。图6B示例性示出了样品架600的正面视图。图6C示出样品架600的旋转台620和夹持630的装配图。图6D示出样品架600的底座部分610的装配图。

如图6A-6D所示，样品架600包括底座部分610、旋转台620、夹持器630。底座部分610能够可活动地安装在图2所示的一个光学平台210的平台平面212上。旋转台620安装在底座部分610上且能够绕旋转轴Zα转动，该旋转轴Zα垂直于平台平面212。夹持器630为一个可转动的夹持器，其可活动地安装在旋转台620上。夹持器630能够夹持一个待测光报警器。夹持器630还能够带动所夹持的待测光报警器绕一个旋转轴Zβ转动。旋转轴Zβ与旋转轴Zα垂直交叉于O点。测试时，所夹持的待测光报警器的发光参考点置于两个旋转轴的交叉点处。旋转台620可以响应于一控制信号而绕其旋转轴Zα转动一角度，例如角度α。夹持器630可以响应于另一控制信号而绕其旋转轴Zβ转动一角度，例如角度β。优选地，夹持器630为一个环形的夹持器，其可以在周向夹持住待测的光报警器。

这里，可选地，夹持器630可以固定安装在旋转台620上，也可以可活动地安装在旋转台620。对于固定安装，只要确保两个旋转轴的交叉点O置于待测光报警器的发光参考点处即可。图6C示出了一种夹持器630活动安装在旋转台620上的例子。在该例子中，样品架600还包括一个调整机构640。调整机构640用来连接旋转台620和夹持器630，且能够在测试时使得待测光报警器的发光参考点置于两个旋转轴交叉点O处。

如图6C所示，调整机构640包括一个滑轨642和一个支撑件646。滑轨642可以安装在旋转台620上，且沿图中X方向延伸。滑轨642的中心与旋转台620的旋转轴对准。滑轨642可以在旋转台620的带动下与旋转台同步转动。支撑件646安装在滑轨642上且能够沿滑轨642的延伸方向移动，即在X方向移动。在图6C所示的例子中，支撑件646优选为一个直角的楔形件。支撑件646具有一个直立面646-2，该直立面646-2垂直于旋转轴Zβ。直立面646-2上设置有沿竖直方向(Z方向)延伸的长孔646_3。夹持器630可以通过螺栓固定在该直立面646-2上，且可以根据需要调节Z方向上的高度。支撑件646可以与滑轨642做出一个组件，也可以上分立元件。在图6C所示的例子中，支撑件646优选通过一个滑动板648安装到滑轨642上。滑动板648套设在滑轨642上，支撑件646再固定到滑动板648上。这种设计降低了支撑件646的复杂度和加工难度。

这里，调整机构640可以带动其上的安装的夹持器630在X方向上移动。这有利于将待测光报警器的发光参考点置于两旋转轴的交叉点O处。而且，在Y方向上，滑轨642和旋转台620的旋转轴依靠机械装配中心对正。由此，在对准时只需考虑X方向一个方向。这也简化了操作的复杂度。再者，支撑件646上的长孔还有利于粗条夹持器630的高度，这也增加了样品架的适应性。

更为优选地，在夹持器630上还使用了电滑环(slip ring)(图中未示出)来作为待测光报警器的电连接端子。电滑环专用于在无限制连续旋转时，传输功率和信号。电滑环大体上包括定子与转子两部分。定子和转子之间通过电刷连接。定子和转子两个部分分别引出导线，其一连接固定结构，另一连接旋转结构。这样，在进行无限连续旋转时，引出的导线也随之旋转，不会发生缠绕。

图6D具体示出了样品架600的底座部分610的一种示例性结构。如图6D所示，底座部分610具体包括一个升降装置612和一个滑轨614。滑轨614安装在平台平面212上。升降装置612安装在滑轨614上(优选经过一个连接板616安装在滑轨614上)，并能够沿滑轨延伸方向移动，升降装置612包括升降杆612-1。升降装置612自身能够在垂直于平台平面212的方向(Z方向)上上升或下降，从而抬高或降低夹持器630的高度。这样更便于与感测组件230的高度相配合。滑轨614优选可以为多个滑轨，以便整个样品架600易于在平台平面212内一定和定位。

如图6A～6D所示的样品架600，旋转台和夹持器的设定能够方便地定位和旋转待测光报警器，使之达到预定的取向位置。调整机构的设置可以更方便和准确地实现光报警器的发光参考点与旋转轴交叉点O的对准。这特别适用于发光参考点设定在光报警器之外的情况。底座部分的设计还易于整个样品架在平台平面内的X方向和/或Y方向上的移动和定位。

实施例八

光报警器为频闪灯，其瞬时发出高亮度的光，并以例如1s为周期重复闪光，以警示人员及时撤离。图7A示出了一种典型的光报警器闪光的波形图。欧洲标准和美国标准中都规定了需要测试光报警器的有效光强。频闪灯的有效光强实际上是每次闪光脉冲或称闪光脉宽(十几毫秒到两百毫秒)内瞬时光强的累计值。计算有效光强需要用到闪光脉宽以及瞬时闪光的光强。

然而，现有的例如照度计的感测组件的采样深度有限。特别是瞬时响应性能好的高速照度计，其采样时间窗很难覆盖整个闪光周期(1s)。这就造成照度计完全错过或部分错过闪光脉冲，如图7B和7C所示。图7D示出了在正常情况下照度计刚好捕捉到闪光脉冲的情况。如图7D所示，理想情况下，照度计的测量时间窗应刚好覆盖闪光脉冲，或至少覆盖闪光脉冲的稳定部分。比如，照度计的测量时间窗的前沿要略超前于闪光脉冲的上升沿。按照图7D所示方式采样闪光，则能较为准确地得到光报警器的有效光强。

图8示例性地示出了图2中控制装置的一种具体结构。如图8所示，控制装置800可以连接到一个人终端PC。测试人员可通过个人终端PC监视并操控控制装置800。控制装置800自身大体上可以分为三个部分，其一为同步电路820、其二为伺服控制电路860、其三为二进制控制电路880。伺服控制电路860向如图6A～6D所示的样品架输出所需旋转的角度α和β。二进制控制电路880用来控制或输出开关量。同步电路820可以解决上面提及的光报警器闪光与感测组件测量之间的同步问题。

如图10所示，同步电路820具体包括：采样电路822、边沿提取电路824以及同步信号产生电路826。采样电路822获取待测光报警器在若干闪光周期(也称预采样周期)内的闪光。边沿提取电路824从采样电路822获得的闪光信号中提取出闪光脉冲的上升沿和/或下降沿，以生成边沿信号Edge。同步信号产生电路826根据边沿信号Edge生成一个同步触发信号Sync，并将其发送给感测组件。感测组件230响应于该同步触发信号Sync而启动照度测量，并在测量时间窗到期时结束测量。

在图8给出的例子中，采样电路822用来采集光报警器发出的闪光信号，其可以用感光二极管来实现。在本实例中，采样电路822优选地具有两个支路，其中一个为闪光采样支路822-1，用来采集光报警器发出的闪光信号；另一个为环境光采样支路822-2，其同时采集环境光。闪光和环境光的采样都可以使用感光二极管PH和与之串联的放大电路A来实现。采样电路822中两个支路采集到的闪光和环境光送入差分放大器D。差分放大器D利于环境光消除闪光信号中的本底噪声。在图8所述例子中还提供了多路选择器MUX1，其连接到差分放大器D的输出和闪光采样支路822-1的输出。多路选择器MUX可以为用户提供两种选择可能。

图8中，边沿提取电路824连接到多路选择器MUX1的输出，用来从闪光信号中提取出闪光脉冲的边沿信号，该边沿信号可包括上升沿和/或下降沿。这里，可选地，边沿提取电路824可以从差分放大器D的输出中提取边沿信号。边沿提取电路824还可以从采样支路822-1输出的闪光信号中直接提取边沿信号。提取出的边沿信号发送给同步信号产生电路826。

在图8的例子中，同步信号产生电路826可以将边沿信号Edge直接作为同步触发信号发送给感测组件230。同步信号产生电路826还可根据一个预定的提前量LOOKAHEAD和滞后量DELAY以及该边沿信号，生成同步信号Sync_ahead或Sync_delay。提前量LOOKAHEAD和滞后量DELAY可以是预先存储在电路926中的默认值，也可以是来自个人终端的输入值。在图8的例子中，同样使用一个多路选择器MUX2来为用户提供两种可选的选择。此外，电路826还可以根据接收到的边沿信号生成闪光信号的周期Cycle和脉宽PWM，以便提供更准确的同步信号Sync_ahead或Sync_delay。

图9A～9C示出安装图8所示的同步电路820的测试系统中的同步过程。如图9A所示，在同步过程开始之初，采样电路822获取预采样周期内的闪光信号。预采样周期可以是一个或多个闪光周期。在预采样周期内，采样电路822获得闪光信号，边沿提取电路824从采样得到的闪光信号中提取出闪光脉冲的边沿信号，其可以包括上升沿和/或下降沿。同步信号产生电路826基于提取出的边沿信号，生成一个同步信号并发送给感测组件230。图9B示出了具有提前量LOOK-AHEAD的同步信号Sync_ahead。如图9B所示，Sync_ahead为一脉冲信号，其上升沿用来指示感测组件230的启动时间。Sync_ahead的上升沿与闪光脉冲信号的上升沿相较具有一定的提前量LOOK-AHEAD，该提前量LOOK-AHEAD例如为几毫秒到几十毫秒，图中示出为50ms。图9C示出了在同步信号Sync_ahead控制下感测组件230的测量波形。如图9C所示，感测组件230在同步信号Sync_ahead的上升沿处启动，在测量时间窗到期时关闭。测量时间窗一般远小于闪光周期(1s)，例如为200ms。

实施例九

图10示例性地示出了一个更为优选的测试系统。该测试系统还包括一个箱体900。如图10所示，箱体900可以设置在光学平台210上。样品架220和感测组件230均置于箱体900之内。可选地，箱体900也可以容纳光学平台210。箱体900由吸光材料制成，可以吸收光报警器发出的高强度光，同时也在箱体闭合时提供一个测试暗室。箱体900上可设置有至少一个箱门910和至少一个触点开关882(如图8所示，图10中未示出)。箱门910关闭时触点开关882被触发导通，否则触点开关断开。优选地，触点开关设置在为待测光报警器供电的供电通路上。这样，只有箱门910完全闭合，即触点开关导通时，待测光报警器才能得到电能。触点开关的882的状态可由MCU读取，并可进而上报给个人终端。可选地，MCU可以读取触点开关状态，然后在触点开关导通时控制电源为待测光报警器供电。

箱体900可以吸收光报警器发出的强光，即测试人员从外部无法看到光报警器的光，不会造成眼睛的损伤。而且，箱体闭合时才导通光报警器供电电源，从而可以进一步保护测试人员因误操作而导致眼部伤害。

可选地，还可以在箱体900的外侧设置指示装置920，该指示装置920设置在箱体900的外侧，用于指示光报警器的工作状态。该指示装置920例如可以为LED灯。例如，当光报警器闪光时，LED指示为红色，即各箱门910全部关上。当有一个箱门910未关上时，LED灯保持熄灭状态。指示装置920也由MCU控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。