一种电敏保护设备光学有效孔径角的测量装置的制作方法

本发明涉及一种光学角度测量装置，尤其是用于电敏保护设备光学有效孔径角测量的专用装置。

背景技术：

电敏保护设备用于工业生产领域，避免在生产过程中因操作不当或机器出现故障而导致安全事故的发生，保护操作者的人身安全。随着汽车行业、包装行业、电子行业和橡塑行业等企业对电敏保护设备的需求量越来越大，但是，由于厂商技术水平参差不齐，市场产品鱼龙混杂，质量良莠不齐，好坏充杂，越来越多的不符合安全技术要求的产品进入市场，带来了巨大的安全隐患，严重影响着消费者的安全与利益，同时，国家对电敏保护设备的要求也越来越高，制订了相关的标准，对电敏保护设备提出了详细技术参数和检测方法，光学有效孔径角是其中一项重要的技术参数和检测项目，例如：国家标准《GB/T 19436.2-2013 机械电气安全 电敏保护设备 第2部分：使用有源光电保护装置（AOPDs）设备的特殊要求》中明确规定4型AOPD光学有效孔径角在3米测量距离时，应不大于2.5°。

针对电敏保护设备进行光学有效孔径角的测量，以考察电敏保护设备的精度性能，根据国家标准测试要求，需要将电敏保护设备的发射器和接收器固定在在对正的光束中心线上，按照规定的测量距离和测量步骤进行检测，最终记录下有效孔径角的角度。目前，现有的测量设备比较简陋，一般是在一个直线导轨上一端安装一个旋转台，将电敏保护设备的发射器固定在旋转台上，直线导轨的另一端固定电敏保护设备的接收器，将发射器和接收器的距离调到相应测量记录，通过手动旋转旋转台，人工读数，测量出光学有效孔径角，这样测量过程一方面，安装测量过程费时费力，降低工作效率；另一方面，样品夹装精度低，人工读数误差大，导致整个测量结果偏差较大，精度低。

技术实现要素：

针对现有技术不足，本发明提供了一种结构简单、使用方便、效率高、精度高的电敏保护设备光学有效孔径角测量专用装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：本发明包括光学减振平台、电动旋转平台、水平移动平台、测量控制器和测量程序构成，其中：所述的光学减振平台由不锈钢台面和六根减振支柱组成，不锈钢台面表面阵列M6螺纹孔，孔距25mm，方便固定器件。

所述的电动旋转平台，由电动旋转台、两维微调台和夹装支架组成，电动旋转台固定在光学减振平台的不锈钢台面上，通过电动马达驱动电动旋转台的旋转，两维微调台固定在电动旋转台上，通过扭动前后微调旋钮和左右微调旋钮，调节电敏保护设备发生器夹装的位置，夹装支架固定在两维微调台上，用于固定电敏保护设备发射器。

所述的水平移动平台，由直线导轨、滑块、一维微调台和固定支架组成，直线导轨固定在光学减振平台的不锈钢台面上，滑块安装在直线导轨上，根据国家标准测量方法要求，移动到相应位置，提供准确的测量距离，一维微调台固定在滑块上，通过扭动微调旋钮，调节电敏保护设备接收器器夹装的位置，以方便电敏保护设备的发射器和接收器的光束对正，固定支架固定在一维微调台上，用于固定电敏保护设备接收器。

所述的测量控制器，由机壳、控制通信端口、反馈信号采集端口和显示屏组成，用于控制电动旋转台的旋转、反馈信号和角度数据的采集，机壳是一个六面体金属外壳，起到保护作用，机壳的前面板留有两个孔，用于固定控制通信端口和反馈信号采集端口，后面板留有电源端口，用于连接外部供电，显示屏为液晶触摸屏，固定在机壳的前面板上，用于操作测量过程，根据已设定好的测量程序对电敏保护设备的光学有效孔径角进行测量。

所述的测量程序，通过编程软件将程序编写完成后，固化在控制芯片中，控制芯片固定在机壳内部，通过线缆与控制通信端口和反馈信号采集端口连接，测量程序共分为七步，第一步：电动旋转台顺时针旋转90°，角度由0°转至90°，此过程中电敏保护设备信号由通变断，反馈信号采集端口不采集信号，然后给电敏保护设备断电再重新上电；第二步：电动旋转台逆时针旋转180°，角度由90°转至-90°，此过程中，电敏保护设备信号会出现两次变化，分别是由断变通，和由通变断，由断变通瞬间，反馈信号采集端口会采集信号变化，反馈给测量控制器，通过控制通信端口发出信号，控制电动旋转台停止转动，记录下此时角度值为α₁，然后通过显示屏操作，让电动旋转台继续转动，当电敏保护设备出现由通变断瞬间，反馈信号采集端口会采集信号变化，反馈给测量控制器，通过控制通信端口发出信号，控制电动旋转台停止转动，记录下此时角度值为α₂，然后通过显示屏操作，让电动旋转台继续转动，转至-90°停止；第三步，置零，电动旋转台顺时针旋转90°，角度由-90°转至0°，此过程中电敏保护设备信号由断变通，反馈信号采集端口不采集信号；第四步：电动旋转台逆时针旋转90°，角度由0°转至-90°，此过程中电敏保护设备信号由通变断，反馈信号采集端口不采集信号，然后给电敏保护设备断电再重新上电；第五步：电动旋转台顺时针旋转180°，角度由-90°转至90°，此过程中，电敏保护设备信号会出现两次变化，分别是由断变通，和由通变断，由断变通瞬间，反馈信号采集端口会采集信号变化，反馈给测量控制器，通过控制通信端口发出信号，控制电动旋转台停止转动，记录下此时角度值为α₃，然后通过显示屏操作，让电动旋转台继续转动，当电敏保护设备出现由通变断瞬间，反馈信号采集端口会采集信号变化，反馈给测量控制器，通过控制通信端口发出信号，控制电动旋转台停止转动，记录下此时角度值为α₄，然后通过显示屏操作，让电动旋转台继续转动，转至90°停止；第六步，置零，电动旋转台逆时针旋转90°，角度由90°转至0°，此过程中电敏保护设备信号由断变通，反馈信号采集端口不采集信号；第七步，根据测量值α₁、α₂、α₃和α₄，电敏保护设备的光学有效孔径角（α）由公式α=(α₁-α₂+α₄-α₃)/4计算得到。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的结构俯视图。

图3是本发明的光学减振平台示意图。

其中，1不锈钢台面，2电动旋转台，3电动马达，4两维微调台，5前后微调旋钮，6左右微调旋钮，7夹装支架，8直线导轨，9滑块，10一维微调台，11 微调旋钮，12固定支架，13 外壳，14控制通信端口，15反馈信号采集端口，16显示屏，17控制通信线，18反馈信号采集线，19电源端口，20控制芯片，21减振支柱。

具体实施方式

结构如图1、图2和图3所示，本发明包括包括光学减振平台、电动旋转平台、水平移动平台、测量控制器和测量程序构成，光学减振平台由不锈钢台面1和六根减振支柱21组成，不锈钢台面1表面阵列M6螺纹孔，孔距25mm，方便固定器件；电动旋转平台，由电动旋转台2、两维微调台4和夹装支架7组成，电动旋转台2固定在光学减振平台的不锈钢台面1上，通过电动马达3驱动电动旋转台2的旋转，两维微调台4固定在电动旋转台2上，通过扭动前后微调旋钮5和左右微调旋钮6，调节电敏保护设备发生器夹装的位置，夹装支架7固定在两维微调台4上，用于固定电敏保护设备发射器；水平移动平台，由直线导轨8、滑块9、一维微调台10和固定支架12组成，直线导轨8固定在光学减振平台的不锈钢台面1上，滑块9安装在直线导轨8上，根据国家标准测量方法要求，移动到相应位置，提供准确的测量距离，一维微调台10固定在滑块9上，通过扭动微调旋钮11，调节电敏保护设备接收器夹装的位置，以方便电敏保护设备的发射器和接收器的光束对正，固定支架12固定在一维微调台10上，用于固定电敏保护设备接收器；测量控制器，由机壳13、控制通信端口14、反馈信号采集端口15和显示屏16组成，用于控制电动旋转台2的旋转、反馈信号和角度数据的采集，机壳13是一个六面体金属外壳，起到保护作用，机壳13的前面板留有两个孔，用于固定控制通信端口14和反馈信号采集端口15，后面板留有电源端口19，用于连接外部供电，显示屏16为液晶触摸屏，固定在机壳13的前面板上，用于操作测量过程，根据已设定好的测量程序对电敏保护设备的光学有效孔径角进行测量；测量程序，通过编程软件将程序编写完成后，固化在控制芯片20中，控制芯片固定在机壳13内部，通过线缆与控制通信端口14和反馈信号采集端口15连接。

使用时，将电敏保护设备的发光器固定在夹装支架7上，通过旋转前后微调旋钮5和左右微调旋钮6，使发光器的发光点的垂心与电动旋转台2的中心重合，电敏保护设备的接收器固定固定支架12，通过移动滑块9，将发光器和接收器之间的距离调整至符合国家标准测量要求的参数，用控制通信线17将电动马达3和控制通信端口14连接，用反馈信号采集线将电敏保护设备的接收器和反馈信号采集端口15连接，将电源端口19与外部电源连接，测量开始，电敏保护设备通电开机，信号显示为通，使用已编程好的测量程序，启动测量程序，第一步：电动旋转台2顺时针旋转90°，角度由0°转至90°，此过程中电敏保护设备信号由通变断，反馈信号采集端口15不采集信号，然后给电敏保护设备断电再重新上电；第二步：电动旋转台2逆时针旋转180°，角度由90°转至-90°，此过程中，电敏保护设备信号会出现两次变化，分别是由断变通，和由通变断，由断变通瞬间，反馈信号采集端口15会采集信号变化，反馈给测量控制器，通过控制通信端口14发出信号，控制电动旋转台2停止转动，记录下此时角度值为α₁，然后通过显示屏16操作，让电动旋转台2继续转动，当电敏保护设备出现由通变断瞬间，反馈信号采集端口15会采集信号变化，反馈给测量控制器，通过控制通信端口14发出信号，控制电动旋转台2停止转动，记录下此时角度值为α₂，然后通过显示屏16操作，让电动旋转台2继续转动，转至-90°停止；第三步，置零，电动旋转台2顺时针旋转90°，角度由-90°转至0°，此过程中电敏保护设备信号由断变通，反馈信号采集端口15不采集信号；第四步：电动旋转台2逆时针旋转90°，角度由0°转至-90°，此过程中电敏保护设备信号由通变断，反馈信号采集端口15不采集信号，然后给电敏保护设备断电再重新上电；第五步：电动旋转台2顺时针旋转180°，角度由-90°转至90°，此过程中，电敏保护设备信号会出现两次变化，分别是由断变通，和由通变断，由断变通瞬间，反馈信号采集端口15会采集信号变化，反馈给测量控制器，通过控制通信端口14发出信号，控制电动旋转台2停止转动，记录下此时角度值为α₃，然后通过显示屏16操作，让电动旋转台2继续转动，当电敏保护设备出现由通变断瞬间，反馈信号采集端口15会采集信号变化，反馈给测量控制器，通过控制通信端口14发出信号，控制电动旋转台2停止转动，记录下此时角度值为α₄，然后通过显示屏16操作，让电动旋转台2继续转动，转至90°停止；测第六步，置零，电动旋转台2逆时针旋转90°，角度由90°转至0°，此过程中电敏保护设备信号由断变通，反馈信号采集端口15不采集信号；第七步，根据测量值α₁、α₂、α₃和α₄，电敏保护设备的光学有效孔径角（α）由公式α=(α₁-α₂+α₄-α₃)/4计算得到。本发明可以方便快捷高精度的测量出电敏保护设备的光学有效孔径角，满足对光电保护设备的光学有效孔径角测量的要求，省时省力，提高了工作效率。该发明具有很好的市场应用前景。