CN107478581B - 一种紫外光检测方法、模块和*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紫外光检测方法、模块和***，其方法为采用多个相同型号的紫外光敏元件来同步探测所处环境中的紫外光，将各个紫外光敏元件输出的探测信号转换为相应的脉冲信号后，通过检测脉冲信号间的时间间隔，当有时间间隔的长度不超过设定值时，产生预警信号，从而表明各个紫外光敏元件探测到所处环境中出现紫外光，而不是紫外光敏元件自身因电子噪声触发而不定时产生的脉冲响应。因此，本发明应用在日光光照和环境温度升高的情况下，能够避免由于电子噪声触发而导致的紫外光检测有效性的大幅降低，容易产生误报的情况发生。
Description
技术领域
本发明涉及紫外光检测技术领域，特别涉及一种紫外光检测模块。
背景技术
在日常工作状态下，紫外光敏管会因电子噪声触发而不定时地产生脉冲响应，影响紫外光检测的有效性，尤其在日光光照和环境温度升高的情况下，紫外光敏管的电子噪声触发的可能性将大大提高，导致紫外光检测有效性的大幅降低，容易产生误报。因此，需要一种能够在日光光照和环境温度升高的情况下，仍能保证紫外光检测的有效性的技术方案。
发明内容
本发明的目的在于：解决现有技术中，紫外光敏管应用在日光光照和环境温度升高的情况下，其电子噪声触发的可能性将大大提高，导致紫外光检测有效性的大幅降低，容易产生误报的技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种紫外光检测方法，其包括，
获取至少两个相同型号的紫外光敏元件的探测信号；
将各个紫外光敏元件的探测信号均转换为相应的脉冲信号；
检测脉冲信号间的时间间隔，当有时间间隔的长度不超过设定值时，产生预警信号，用于提示探测到所处环境中出现紫外光。
进一步地，本发明的紫外光检测方法中，还对脉冲信号进行时域与频域分析，得到脉冲信号的特征值，并计算脉冲信号间特征值的匹配度，当有匹配度达到匹配条件时，产生所述预警信号。
根据一种具体的实施方式，本发明的紫外光检测方法中，还对脉冲信号的波形数据进行A/D转换，得到相应的波形数据；
根据所述波形数据，计算出紫外光信号的强度值、起始时间和持续时间。
本发明还提供一种紫外光检测模块，其包括，
至少两个相同型号的紫外光敏元件，用于探测所处环境中的紫外光；
信号处理模块，用于将各个紫外光敏元件所输出的探测信号转换为相应的脉冲信号；
微控制模块，用于检测脉冲信号间的时间间隔，当有时间间隔的长度不超过设定值时，产生预警信号，以提示探测到所处环境中出现紫外光。
电压供给模块，用于为各个紫外光敏元件和所述微控制模块提供工作电压。
进一步地，本发明的紫外光检测模块中，所述微控制模块还用于对脉冲信号进行时域与频域分析，得到脉冲信号的特征值，并计算脉冲信号间特征值的匹配度，当有匹配度达到匹配条件时，产生所述预警信号。
根据一种具体的实施方式，本发明的紫外光检测模块中，所述微控制模块，用于对脉冲信号的波形数据进行A/D转换，得到相应的波形数据，并根据波形数据，计算出紫外光信号的强度值、起始时间和持续时间。
进一步地，本发明的紫外光检测模块中，所述微控制模块与输出接口电路连接，并通过所述输出接口电路输出所述预警信号、紫外光信号的强度值、起始时间和持续时间的数据输出给外部设备，或者获取外部设备传输的配置信息。
根据一种具体的实施方式，本发明的紫外光检测模块中，所述信号处理模块包括，
滤波电路，用于对各个紫外光敏元件所输出的探测信号进行滤波处理；
放大电路，用于对经滤波处理后的探测信号进行放大处理；
整形电路，用于对经放大处理后的探测信号进行整形处理，而得到相应的脉冲信号。
本发明提供一种紫外光检测***，其包括上位机和本发明的紫外光检测模块；其中，
所述上位机与所述微控制模块连接，用于配置所述微控制模块，并根据所述微控制模块产生的预警信号的触发，执行预警操作。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明采用多个相同的紫外光敏元件来同步探测所处环境中的紫外光，将各个紫外光敏元件输出的探测信号转换为相应的脉冲信号后，通过检测脉冲信号间的时间间隔，当有时间间隔的长度不超过设定值时，产生预警信号，从而表明各个紫外光敏元件探测到所处环境中出现紫外光，而不是紫外光敏元件自身因电子噪声触发而不定时产生的脉冲响应。因此，本发明应用在日光光照和环境温度升高的情况下，能够避免由于电子噪声触发而导致的紫外光检测有效性的大幅降低，容易产生误报的情况发生。
2、本发明通过对脉冲信号进行时域与频域分析，得到脉冲信号的特征值，并计算脉冲信号间特征值的匹配度，当有匹配度达到匹配条件时，产生预警信号。因此，本发明能够进一步地避免由于电子噪声触发而导致的紫外光检测有效性的大幅降低，容易产生误报的情况发生。
附图说明：
图1为本发明紫外光检测模块的结构示意图；
图2为本发明第一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
结合图1所示的本发明紫外光检测模块的结构示意图；其中，本发明紫外光检测模块包括N个相同的紫外光敏元件(N≥2)，电压供给模块，信号处理模块和微控制模块。
其中，电压供给模块分别与各个紫外光敏元件的电源端连接，并向各个紫外光敏元件提供工作电压。信号处理模块分别与各个紫外光敏元件的输出端连接，由于紫外光敏元件检测到紫外光或者由于电子噪声触发而产生脉冲响应，即输出探测信号，由于该探测信号为微弱电流信号，需要经过信号处理模块的处理后转换成脉冲信号，再由微控制模块作进一步地分析处理。
微控制模块通过检测脉冲信号间的时间间隔，当有时间间隔的长度不超过设定值时，产生预警信号，用于提示探测到所处环境中出现紫外光。其作用原理为：由于紫外光敏元件因电子噪声触发而产生脉冲响应是不定时的，属于随机事件。那么，两个紫外光敏元件同时由于电子噪声触发而产生脉冲响应的情况，与两个紫外光敏元件同时探测到紫外光而产生脉冲响应的情况相比，属于小概率事件。而且，两个相同的紫外光敏元件由于电子噪声触发而产生脉冲响应，其时间间隔通常为秒的量级，而两个相同的紫外光敏元件由于其技术参数的稳定性和探测条件的一致性，二者探测到紫外光并产生脉冲响应，其时间间隔通常为毫秒甚至微秒的量级。
因此，本发明的微控制模块通过检测脉冲信号间的时间间隔，并设定一个合理的时间值。那么，即使应用在日光光照和环境温度升高的情况下，也能够排除由于电子噪声触发而产生误报，从而提高紫外光检测的有效性。
具体的，为进一步地提高紫外光检测的有效性，本发明的微控制模块对脉冲信号进行时域与频域分析，得到脉冲信号的特征值，并计算脉冲信号间特征值的匹配度，当有匹配度达到匹配条件时，产生该预警信号。其作用原理为：由于电子噪声触发的条件是随机的，那么，两个相同的紫外光敏元件由于电子噪声触发而产生的脉冲响应，其特征是相近的概率很小，而两个相同的紫外光敏元件由于电子噪声触发而产生脉冲响应，由于两个相同的紫外光敏元件由于其技术参数的稳定性和探测条件的一致性，二者探测到紫外光而产生的脉冲响应的特征是相近的。因此，通过检测任意两个脉冲信号间特征值的匹配度，并设定合理的匹配度条件，即匹配度达到设定的匹配度。那么，即使应用在日光光照和环境温度升高的情况下，也能够排除由于电子噪声触发而产生误报，从而提高紫外光检测的有效性。
结合图2所示的本发明第一实施例的结构示意图；在本实施例中，采用两个相同的紫外光敏元件，即紫外光敏元件1和紫外光敏元件2，微控制模块与输出接口电路连接。微控制模块通过对脉冲信号的波形数据进行A/D转换，得到相应的波形数据，并根据波形数据，计算出紫外光信号的强度值、起始时间和持续时间。然后，微控制模块通过该输出接口电路与外部设备连接，将预警信号、紫外光信号的强度值、起始时间和持续时间的数据输出给该外部设备，或者通过该输出接口电路获取外部设备传输的配置信息。
本发明还提供一种紫外光检测***，其包括本发明的紫外光检测模块和上位机。其中，该上位机通过输出接口电路与微控制模块连接，用于配置微控制模块，并根据微控制模块产生的预警信号的触发，执行预警操作。
在实施时，本发明采用的输出接口电路为光耦接口电路和/或隔离型RS485接口电路。光耦接口电路采用OC门输出，便于和外部控制电路进行衔接，同时也避免外部电路与微控制模块间的电子噪声干扰。而隔离型RS485接口电路能够实现微控制模块与外部检测或控制设备的通信。
本发明紫外光检测模块中的紫外光敏元件采用日盲型紫外光敏管，其检测波段为185～260nm，其工作电压280～350VDC，其设定误差＜＝±0.5VDC，同时，本发明紫外光检测模块中的微控制模块其工作电压为24VDC，因此，电压供电模块分别向紫外光敏元件和微控制模块提供280～350VDC和24VDC的工作电压。
具体的，本发明的紫外光检测模块中信号处理模块包括滤波电路，放大电路和整形电路。其中，滤波电路用于对各个紫外光敏元件所输出的探测信号进行滤波处理。放大电路用于对经滤波处理后的探测信号进行放大处理。整形电路用于对经放大处理后的探测信号进行整形处理，而得到相应的脉冲信号。上述均为本领域常规技术手段，此处不再赘述。
Claims (5)
1.一种紫外光检测方法，其特征在于，包括，
获取至少两个相同型号的紫外光敏元件的探测信号；
将各个紫外光敏元件的探测信号均转换为相应的脉冲信号；
检测脉冲信号间的时间间隔，当有时间间隔的长度不超过设定值时，产生预警信号，用于提示探测到所处环境中出现紫外光，所述时间间隔为毫秒或微秒的量级；所述紫外光敏元件检测波段为185～260nm，工作电压280～350VDC，其设定误差≤±0.5VDC；
还包括，对脉冲信号进行时域与频域分析，得到脉冲信号的特征值，并计算脉冲信号间特征值的匹配度，当有匹配度达到匹配条件时，产生所述预警信号；
对脉冲信号的波形数据进行A/D转换，得到相应的波形数据；
根据所述波形数据，计算出紫外光信号的强度值、起始时间和持续时间。
2.一种紫外光检测模块，其特征在于，包括，
至少两个相同型号的紫外光敏元件，用于探测所处环境中的紫外光；
信号处理模块，用于将各个紫外光敏元件所输出的探测信号转换为相应的脉冲信号；
微控制模块，用于检测脉冲信号间的时间间隔，当有时间间隔的长度不超过设定值时，产生预警信号，以提示探测到所处环境中出现紫外光，还用于对脉冲信号进行时域与频域分析，得到脉冲信号的特征值，并计算脉冲信号间特征值的匹配度，当有匹配度达到匹配条件时，产生所述预警信号；所述时间间隔为毫秒或微秒的量级；所述紫外光敏元件检测波段为185～260nm，工作电压280～350VDC，其设定误差≤±0.5VDC；
电压供给模块，用于为各个紫外光敏元件和所述微控制模块提供工作电压；
所述微控制模块，用于对脉冲信号的波形数据进行A/D转换，得到相应的波形数据，并根据波形数据，计算出紫外光信号的强度值、起始时间和持续时间。
3.如权利要求2所述的紫外光检测模块，其特征在于，所述微控制模块与输出接口电路连接，并通过所述输出接口电路输出所述预警信号、紫外光信号的强度值、起始时间和持续时间的数据输出给外部设备，或者获取外部设备传输的配置信息。
4.如权利要求2所述的紫外光检测模块，其特征在于，所述信号处理模块包括，
滤波电路，用于对各个紫外光敏元件所输出的探测信号进行滤波处理；
放大电路，用于对经滤波处理后的探测信号进行放大处理；
整形电路，用于对经放大处理后的探测信号进行整形处理，而得到相应的脉冲信号。
5.一种紫外光检测***，其特征在于，包括上位机和如权利要求2所述的紫外光检测模块；其中，
所述上位机与所述微控制模块连接，用于配置所述微控制模块，并根据所述微控制模块产生的预警信号的触发，执行预警操作。
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