[發明專利]一種電弧光譜同步實時掃描線性多通道采集裝置

有效

• 申請號: 201610959100.6
• 申請日: 2016-11-03
• 公開（公告）號: CN106568505B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 李芳;黃曄;林文虎;牟剛;徐琛;華學明;蔡艷
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

1.一種電弧光譜同步實時掃描線性多通道采集裝置，其特征在于，包括電弧電流采集傳感器，光譜成像系統，光譜采集平臺，運動控制器，光譜儀，光譜時序檢測與觸發電路，線性陣列光纖和計算機；

其中，所述電弧電流采集傳感器通過信號線與所述光譜時序檢測與觸發電路的第一輸入端相連接，并采集電弧電流信號，所述光譜時序檢測與觸發電路的輸出端與所述光譜儀的外部觸發接口相連接，所述光譜儀的光譜信號端通過信號線與所述計算機相連，并將所述光譜儀采集到的光譜信號輸入所述計算機；所述光譜時序檢測與觸發電路的第二輸入端和第二輸出端分別與所述運動控制器的第一輸出端和第一輸入端相連接；所述運動控制器的第二輸出端與所述光譜采集平臺的運動電機相連接；所述線性陣列光纖的第一端部嵌入所述光譜成像系統，同時固定在所述光譜采集平臺的光纖支架上，所述線性陣列光纖的第二端部固定在所述光譜儀的入射狹縫入口；所述光譜成像系統包括成像光屏，所述光譜成像系統通過所述成像光屏與所述光譜采集平臺連接成一個整體；

所述光譜成像系統還包括光學導軌，凸透鏡和光闌，所述凸透鏡和所述光闌安裝在所述光學導軌上，所述凸透鏡的中心、所述光闌的小孔及所述成像光屏的中心處于同一直線上，所述凸透鏡和所述光闌被設置為可以在所述光學導軌上移動，光學導軌的長度為1.8-2.3米；

所述光譜采集平臺為一維可移動光譜采集平臺，所述光譜儀為多通道光譜儀；

所述光譜時序檢測與觸發電路的核心由系統級的單片機構成，所述光譜時序檢測與觸發電路設置為當光譜采集平臺處于停止狀態后，啟動所述光譜時序檢測與觸發電路的單片機內的觸發程序對電弧狀態進行檢測和判斷，并在電弧處于所需要的瞬時狀態時輸出光譜儀觸發信號；所述單片機將輸出的運動控制信號拉至低電平，并將檢測的電弧電流采集傳感器的電壓模擬信號轉換為數字信號，并對數字信號與觸發程序內設定的閾值進行比較，得到相應的上升沿狀態與下降沿狀態；當所述單片機檢測到電弧的電流達到上升沿狀態的閾值時，所述單片機向所述多通道光譜儀輸出時序觸發信號，采集電弧位于峰值狀態不同瞬時的光譜輻射信息；當所述單片機檢測到電弧的電流達到下降沿狀態的閾值時，所述單片機向所述多通道光譜儀輸出時序觸發信號，采集電弧位于基值狀態不同瞬時的光譜輻射信息。

2.如權利要求1所述的一種電弧光譜同步實時掃描線性多通道采集裝置，其特征在于，所述線性陣列光纖設置為由光纖纖芯線性排列組成，所述線性陣列光纖的入射端的纖芯線性排列嵌入在所述光譜成像系統的所述成像光屏的中心位置，并可在所述光譜采集平臺上垂直移動；所述線性陣列光纖的出射端的纖芯垂直排列固定在所述光譜儀的入射狹縫入口。

3.如權利要求2所述的一種電弧光譜同步實時掃描線性多通道采集裝置，其特征在于，所述成像光屏固定在一維可移動光譜采集平臺的光纖支架上。

4.如權利要求3所述的一種電弧光譜同步實時掃描線性多通道采集裝置，其特征在于，所述一維可移動光譜采集平臺的運動電機通過所述運動控制器向所述光譜時序檢測與觸發電路輸出低電平，用于停止所述譜時序檢測與觸發電路。

5.如權利要求3所述的一種電弧光譜同步實時掃描線性多通道采集裝置，其特征在于，所述一維可移動光譜采集平臺的運動電機通過所述運動控制器向所述光譜時序檢測與觸發電路輸出高電平，用于觸發所述譜時序檢測與觸發電路。

6.如權利要求5所述的一種電弧光譜同步實時掃描線性多通道采集裝置，其特征在于，所述運動控制器收到的運動狀態信號為高電平時，所述光譜時序檢測與觸發電路通過所述電弧電流采集傳感器的電壓信號對電弧的狀態進行檢測和判斷后，向所述多通道光譜儀輸出觸發信號，同步觸發所述多通道光譜儀采集通過所述線性陣列光纖傳輸進入所述入射狹縫入口的同一直線上多個點的電弧輻射光譜。