[發(fā)明專利]后散射光路自動校準系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111204807.3
• 申請日: 2021-10-15
• 公開（公告）號: CN113984608A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設計）人: 李熠豪;王占鋒;周財武
• 申請（專利權）人: 上海北分科技股份有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 徐秀秀

1.一種后散射光路自動校準系統(tǒng)，其特征在于，所述后散射光路自動校準系統(tǒng)包括：

激光發(fā)射裝置，用于發(fā)射激光束至被測區(qū)間，經(jīng)粉塵后產(chǎn)生散射光；

視場限制器件，用于限制經(jīng)所述被測區(qū)間返回的背景光和所述散射光的視場大小；

光束聚焦器件，用于聚焦通過所述視場限制器件的背景光和散射光；

光電轉換器件，用于將聚焦后的所述背景光和/或所述散射光轉換為電信號；

位置移動機構，與所述光束聚焦器件連接，用于帶動所述光束聚焦器件進行位置變化；

位置調控設備，分別與所述光電轉換器件和所述位置移動機構連接，用于根據(jù)所述電信號向所述位置移動機構發(fā)出位置變化指令，使所述位置移動機構根據(jù)所述位置變化指令帶動所述光束聚焦器件執(zhí)行校準操作。

2.根據(jù)權利要求1所述的后散射光路自動校準系統(tǒng)，其特征在于：

所述視場限制器件包括光闌，通過所述光闌限制所述背景光和所述散射光的視場大小；

所述光束聚焦器件包括拋物鏡，通過所述拋物鏡將所述背景光和/或所述散射光聚焦至所述光電轉換器件上。

3.根據(jù)權利要求1所述的后散射光路自動校準系統(tǒng)，其特征在于：

所述光電轉換器件包括硅光電池雙陣列，所述硅光電池雙陣列包括第一陣列和第二陣列；

所述光束聚焦器件完成校準操作后，所述背景光聚焦成像于所述第一陣列上，所述散射光聚焦成像于所述第二陣列上。

4.根據(jù)權利要求1所述的后散射光路自動校準系統(tǒng)，其特征在于，所述位置移動機構包括：第一電機、第二電機和第三電機；

所述第一電機用于帶動所述光束聚焦器件在XY平面方向上移動；

所述第二電機用于帶動所述光束聚焦器件在XZ平面方向上移動；

所述第三電機用于帶動所述光束聚焦器件在YZ平面方向上移動。

5.根據(jù)權利要求4所述的后散射光路自動校準系統(tǒng)，其特征在于：所述第一電機、所述第二電機和所述第三電機均為自鎖型步進電機。

6.根據(jù)權利要求4所述的后散射光路自動校準系統(tǒng)，其特征在于，所述后散射光路自動校準系統(tǒng)還包括：安裝底座；

所述安裝底座用于固定所述第一電機、所述第二電機、所述第三電機和所述光束聚焦器件。

7.根據(jù)權利要求3所述的后散射光路自動校準系統(tǒng)，其特征在于：

所述位置調控設備用于在發(fā)出位置變化指令之后，比較所述散射光的電信號與預設偏置電壓的大小，連續(xù)調整所述位置變化指令直至零粉塵環(huán)境時硅光電池雙陣列中所述第一陣列接收的背景光的電信號等于所述第二陣列接收的背景光的電信號，且有粉塵環(huán)境時所述第一陣列或所述第二陣列接收的背景光的電信號與零粉塵環(huán)境時電信號保持不變；所述預設偏置電壓為所述后散射光路自動校準系統(tǒng)處于零粉塵環(huán)境時所采集的電壓值。

8.一種后散射光路自動校準方法，其特征在于，所述后散射光路自動校準方法包括：

發(fā)射激光束至被測區(qū)間，經(jīng)粉塵后產(chǎn)生散射光；

限制經(jīng)所述被測區(qū)間返回的背景光和所述散射光的視場大小；

聚焦所述背景光和所述散射光；

將聚焦后的所述背景光和/或所述散射光轉換為電信號；

根據(jù)所述電信號發(fā)出位置變化指令；

基于所述位置變化指令調整聚焦角度執(zhí)行校準操作。

9.根據(jù)權利要求8所述的后散射光路自動校準方法，其特征在于，在所述基于所述位置變化指令調整聚焦角度執(zhí)行校準操作的步驟之后，所述后散射光路自動校準方法還包括：

在執(zhí)行校準操作之后，連續(xù)調整所述位置變化指令直至零粉塵環(huán)境時硅光電池雙陣列中第一陣列接收的背景光的電信號等于第二陣列接收的背景光的電信號，且有粉塵環(huán)境時所述第一陣列或所述第二陣列接收的背景光的電信號與零粉塵環(huán)境時電信號保持不變。

10.根據(jù)權利要求9所述的后散射光路自動校準方法，其特征在于，響應于零粉塵環(huán)境時硅光電池雙陣列中第一陣列接收的背景光的電信號等于第二陣列接收的背景光的電信號，且有粉塵環(huán)境時所述第一陣列或所述第二陣列接收的背景光的電信號與零粉塵環(huán)境時電信號保持不變，發(fā)出電機自鎖指令，鎖定當前校準完成后的校準狀態(tài)。