一种光栅测试装置的制作方法

1.本技术属于激光器技术领域，尤其涉及一种光栅测试装置。


背景技术：

2.为了保持激光器的稳定性，需要对hr(长周期光纤光栅)和oc(短周期光纤光栅)的使用可靠性进行测试，测试的指标包括光栅的温度、温升和激光功率斜效率等，现有技术中，由工作人员分别检测记录温度、功率，再做表格计算，判断待测试光栅是否合格。人工测试效率低，数据记录易出错、测试结果不可靠。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种光栅测试装置，以解决现有的光栅测试采用人工测试并记录功率和温度、测试效率低、记录易出错的问题。
4.第一方面，本技术实施例提供一种光栅测试装置，包括：
5.测试平台，所述测试平台上设有水冷板；
6.激光器，包括安装于所述测试平台上的光学模块和待测试光栅，所述光学模块通过光纤连接所述待测试光栅，所述待测试光栅位于水冷板上；
7.安装于所述测试平台上的功率测试计，所述功率测试计用于测试所述光学模块的激光输出功率；
8.安装于所述测试平台上的温度测试组件，包括驱动部和温度计，所述温度计与所述驱动部连接，所述驱动部用于驱动所述温度计移动至待测试光栅的位置处，所述温度计用于测试所述待测试光栅的温度。
9.可选的，所述温度测试组件还包括视觉系统，用于识别所述待测试光栅的位置，所述驱动部用于根据所述待测试光栅的位置驱动所述温度计移动至所述待测试光栅处。
10.可选的，所述温度测试组件还包括标识部，所述标识部设置于所述水冷板上，所述标识部位于所述待测试光栅上方，所述视觉系统用于识别所述标识部的位置，所述驱动部用于根据所述视觉系统识别到的所述标识部的位置驱动所述温度计移动至所述标识部处。
11.可选的，所述标识部包括面板和支撑部，所述支撑部位于所述面板通过的两端，所述支撑部位于所述测试平台上，所述面板上设有检测区，所述待测试光栅位于所述检测区的下方。
12.可选的，还包括机架，所述测试平台安装于所述机架上，所述视觉系统安装于所述机架上。
13.可选的，所述视觉系统包括相机和光源，所述相机设置于所述机架上，且位于所述水冷板的上方，所述光源安装于所述机架上照射所述水冷板。
14.可选的，所述光源包括所述第一灯源和第二灯源，所述第一灯源和第二灯源对角设置，第一灯源的水平高度高于所述第二灯源的水平高度，所述相机的水平高度位于所述第一灯源和所述第二灯源的水平高度之间。
15.可选的，所述驱动部包括第一移动平台和第二移动平台，所述第一移动平台的第一导轨连接所述第二移动平台的第二滑块，所述温度计与所述第一移动平台的第一滑块连接。
16.可选的，所述激光器还包括供电模块和若干继电器，所述供电模块通过若干所述继电器与所述光学模块连接，所述供电模块用于控制若干所述继电器动作，以调整所述光学模块的激光输出功率。
17.可选的，还包括光学切割机和光学熔接机，所述光学切割机和所述光学熔接机安装于所述测试平台。
18.本技术实施例提供的一种光栅测试装置，因采用在测试平台上安装功率测试计和温度测试组件，自动测试并记录待测试光栅的激光输出功率和温度，克服了现有的光栅测试采用人工测试并记录功率和温度、测试效率低、记录易出错的问题，实现了自动测试并记录功率和温度，达到了提高测试效率、提高测试结果准确性的技术效果。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.为了更完整地理解本技术及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。
21.图1为本技术实施例提供的光路示意图。
22.图2为本技术实施例提供的控制逻辑框图。
23.图3为本技术实施例提供的光栅测试装置的结构示意图。
24.图4为本技术实施例提供的标识部的结构示意图。
25.图5为本技术实施例提供的光栅测试装置的局部结构示意图
具体实施方式
26.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.本技术实施例提供一种光栅测试装置，以解决现有的光栅测试采用人工测试并记录功率和温度、测试效率低、记录易出错的问题。
28.为了更清楚的说明光栅测试装置的结构，以下将结合附图对光栅测试装置进行介绍。
29.在一些实施方式中，参见图1、图2、图3和图4所示，一种光栅测试装置，包括：测试平台1、激光器2、功率测试计3和温度测试组件4。
30.参见图1所示，激光器2发出的光经光纤到待测试光栅21，再照射到功率测试计3的靶面，功率测试计3测试激光器的激光输出功率。其中，测试平台1上设有水冷板10；激光器2包括安装于测试平台1上的光学模块20和待测试光栅21，光学模块20通过光纤连接待测试
光栅21，待测试光栅21串入光学模块20的系统光路，待测试光栅21位于水冷板10上，并贴平于水冷板10上；功率测试计3安装于测试平台1上，功率测试计3用于测试光学模块20的出光功率得到测试功率；温度测试组件4安装于测试平台1上，其包括驱动部40和温度计41，温度计41与驱动部40连接，驱动部40用于驱动温度计41移动至待测试光栅21的位置处，温度计41用于检测待测试光栅21的温度得到测试温度。
31.可以理解的，通过功率测试计3和温度计41自动测量并记录激光输出功率和温度，自动化程度高，操作方便，数据溯源。
32.在一些实施方式中，参见图2所示，温度测试组件4还包括视觉系统43，用于采集待测试光栅21的照片，根据照片计算出待测试光栅21所在位置的坐标，根据坐标控制驱动部40驱动温度计41移动至待测试光栅21，进行温度测量。
33.可以理解的，由于连接光学模块20和待测光栅21的光纤长度变化，待测试光栅21在水冷板10上无法固定位置，通过视觉系统43对整个水冷板10进行拍照，对该照片进行处理，计算待测试光栅21的坐标，操作简单，适用范围广。可以理解的，如不设置视觉系统43，可将待测试光栅21固定在水冷板10的指定位置，驱动部40驱动温度计41移动至待测试光栅21的位置处，进行温度测量即可。
34.在一些实施方式中，由于待测试光栅21易反光且特征小，需要采用5000万像素及以上的相机采集照片，成本较高，为了更好的标识出待测试光栅21的位置，温度测试组件4还包括标识部42，标识部42设置于水冷板10上，标识部42位于待测试光栅21上，视觉系统43用于识别标识部42的位置，驱动部40用于根据视觉系统43识别到的标识部42的位置驱动温度计41移动至标识部42处。
35.可以理解的，通过设置标识部42有效解决了待测试光栅21反光的问题，快速标识出待测试光栅21的位置，降低成本。
36.在一些实施方式中，参见图4所示，标识部42包括面板420和支撑部421，支撑部421位于面板420的两端，面板420上设有标识区422和检测区423，标识区422位于检测区423的一侧，检测区423为通槽孔。通槽孔的长度不小于待测光栅21的长度，标识区422位于光栅入口一侧，其上标识有白色的hr或oc字样用以标识区分待测试光栅的类型，同时，保证温度计41从光栅入口开始测温，以利于不同温度的横向比较。其中，标识区422的hr或oc字样采用白色字样也可以采用其他非中心对称的图形，而标识部42本体为黑色，在光源的照射下，标识区被凸显，本体的黑色有效避免了直接识别光栅的反光问题。
37.可以理解的，可以测量一次光栅入口、光栅栅区和光栅出口的温度，为了提高测量精准度，每一设定功率下，多次测量光栅入口、光栅栅区和光栅出口的温度，选取光栅入口处的多个温度中的最大温度作为第一温度，取光栅栅区处的多个温度中最大温度作为第二温度，取光栅出口处的多个温度中的最大温度作为第三温度，当然，也可以对每一处的温度进行加权求平均数，以确定最终的第一温度、第二温度、第一温度。
38.在一些实施方式中，参见图3所示，光栅测试装置还包括机架5，测试平台1安装于机架5上，视觉系统43安装于机架5上。
39.在一些实施方式中，视觉系统43包括相机430和光源431，相机430设置于机架5上，且位于水冷板10的上方，光源431安装于机架5上照射水冷板10。
40.可以理解的，设置光源431为水冷板10补光，保证相机430的拍摄效果，待测试光栅
21的位置定位准确，温度测量精度高。
41.在一些实施方式中，光源431包括第一灯源4310和第二灯源4311，第一灯源4310和第二灯源4311对角设置，第一灯源4310的水平高度高于第二灯源4311的水平高度，相机430的水平高度位于第一灯源4310和第二灯源4311的水平高度之间。
42.可以理解的，可以相机430的上下方分别补光，也可以从相机430的两侧分别补光，以能够实现照射水冷板10补光，避免产生光影的目的。
43.在一些实施方式中，光栅测试装置还包括光纤切割机6和光纤熔接机7，光纤切割机6和光纤熔接机7安装于测试平台1。可以理解的，待测试光栅21接入光纤时，通过光纤切割机6将测试完成的待测试光栅21切割掉，通过光纤熔接机7将新的待测试光栅21与光纤熔接，方便待测试光栅21接入光学模块20的光学系统中。所有设备均集成于测试平台1上，集成度高，光栅测试装置的体积小。
44.在一些实施方式中，参见图2所示，激光器2还包括供电模块22和若干继电器23，供电模块22通过若干继电器23与光学模块20连接，供电模块22用于控制若干继电器23动作，以调整光学模块20的激光输出功率。
45.示例性的，将供电模块22与光学模块20之间设置五继电器23，供电模块22与光学模块20之间形成5组切换通道，每一继电器23控制一组切换通道通电或断电，根据设定功率控制对应继电器23动作，进一步提高待测试光栅21的测试效率，便于操作，提高安全性。
46.在一些实施方式中，参见图3和图5所示，驱动部40包括第一移动平台400和第二移动平台401，第一移动平台400的第一导轨4000连接第二移动平台401的第二滑块4010，温度计41与第一移动平台400的第一滑块4001连接。
47.示例性的，参见图3和图5所示，第一移动平台400包括第一导轨4000和第一滑块4001，直线电机、电机丝杠或无杆气缸驱动第一滑块4001向x轴方向沿第一导轨4000滑动，温度计41为红外测温仪，位于标识部上方一定距离，红外测温仪与标识部非接触式测温，第二移动平台401包括第二导轨4011和第二滑块4010，直线电机、电机丝杠或无杆气缸驱动第二滑块4010向y轴方向沿第二导轨4011滑动，第一导轨4000的一端通过立柱402与第二滑块4010。
48.上述光栅测量装置的工作原理如下：
49.光学模块20、供电模块22、功率测试计3和温度测试组件4分别与控制器8相连。控制器8用于控制光学模块20按照不同设定功率加载出光，控制驱动部40驱动温度计41移动至待测试光栅21的位置处，控制功率测试计3检测光学模块20的出光功率，得到激光输出功率；控制温度测试组件4检测待测试光栅21的温度，得到测试温度；接收激光输出功率和温度；根据设定功率、激光输出功率和温度计算温升值和激光功率斜效率；根据温度、温升值和激光功率斜效率，判断待测试光栅21是否合格，并输出测试结果。
50.控制器8设置不同的光学模块20设定功率，控制供电模块22根据设定功率控制若干继电器23动作，以控制光学模块20按照设定功率加载出光。
51.示例性的，假定设定功率分别为p
01
、p
02
、p
03
……
p
0i
，对应的，功率测试计3检测的激光输出功率分别为p
11
、p
12
、p
13
……
p
1j
，控制器8根据最小二乘法自动计算激光功率斜效率k，激光功率斜效率k的计算公式如下：
[0052][0053]
其中，p
0i
为第i个设定功率，p
1j
为第j个实际接收激光输出功率，i、j为1，2，
…
，n，n为拟合数据组数。
[0054]
当i＝j＝3时，程序控制电学模块按设定功率百分比(30％，70％和95％)加载出光，光学模块输入功率分别为p
01
，p
02
，p
03
(p
0i
)，稳定后自动采集电学模块按设定功率百分比(30％，70％和95％)下的功率计实测出光功率p
11
，p
12
，p
13
(记作p
1j
)。激光功率斜效率k的计算公式如下：
[0055][0056]
示例性的，控制器8内预设激光功率斜效率阈值、第一温度阈值、温升阈值，将温度与第一温度阈值做比较运算，温升值与温升阈值做比较运算，激光功率斜效率与激光功率斜效率阈值做比较运算，当温度小于第一温度阈值且温升值小于温升阈值且率斜效率大于激光功率斜效率阈值，则待测试光栅21合格，反之，则待测试光栅21不合格。可以理解的，温度计41和功率测试计3自动完成待测试光栅21的温度，功率测试计3自动完成待测试光栅21的功率，控制器8对测试温度和激光输出功率进行记录和运算，得到待测试光栅21的测试结果，自动化程度高，提高了待测试光栅21的测试效率，降低人工成本。
[0057]
参见图3和图4所示，驱动部40驱动温度计41移动至待测试光栅的光栅入口、光栅栅区和光栅出口处，分别检测待测试光栅21的光栅入口、光栅栅区和光栅出口，对应获得第一温度、第二温度和第三温度。控制器8预设第一温度阈值和温升阈值，不同设定功率对应不同第一温度阈值，将第一温度、第二温度和第三温度分别与第一温度阈值做比较运算，将不同设定功率对应的第一温度、第二温度和第三温度进行运算，对应得到第一温升值、第二温升值和第三温升值，将第一温升值、第二温升值和第三温升值做比较，得到的最大值作为待测试光栅21的温升值，待测试光栅21的温升值与温升阈值做比较运算，当第一温度、第二温度和第三温度中任一温度大于第一温度阈值，和/或，温升值大于温升阈值，测试结果为待测试光栅21不合格。
[0058]
参见图2所示，该光栅测试装置还包括扫码组件9和存储器81，用于扫描待测试光栅21的条码编号，扫码组件和存储器81与控制器连接。
[0059]
其中，控制器用于：接收条码编号；将条码编号、温度、温升值、激光功率斜效率和测试结果存储到存储器81中。
[0060]
该光栅测试装置还包括与控制器连接的mes82，其中，控制器用于将条码编号、温度、温升值、激光功率斜效率和测试结果存储到mes82中。将条码编号、温度、温升值、激光功率斜效率、测试结果存自动保存在存储器81或mes82中，所有数据自动保存，方便后续追溯，提高测试效率。
[0061]
参见图3所示，扫码组件9包括扫码枪90和挡板91，挡板91安装于测试平台1上，扫码枪90安装于挡板91上，挡板91表面做发黑处理吸光，阻燃。
[0062]
参见图2所示，一种光栅测试装置，还包括：报警模块80，用于发出报警信息；控制
器8与报警模块80连接。其中，控制器8用于将温度与控制器8内的预设的第二温度阈值进行比较运算，当温度大于第二温度阈值，控制报警模块80发出警报信息。
[0063]
可以理解的，控制器8还设有第三温度阈值，当温度大于第三温度阈值，控制发出报警信息的同时控制光学模块20关闭，自动报警提醒，激光器2停止出光，安全可靠。
[0064]
参见图2所示，一种光栅测试装置，还包括：报警模块80，用于发出警报信息；控制器8与报警模块80连接。其中，控制器8用于将激光输出功率与控制器8内预设的功率阈值进行比较运算，当激光输出功率小于预设功率阈值，控制报警模块80发出警报信息和激光器2关闭，停止出光。
[0065]
参见图2所示，一种光栅测试装置，还包括：报警模块80，用于发出警报信息；流量计11，用于检测流经水冷板的实时流量；报警模块80和流量计11分别与控制器8连接。其中，控制器8用于接收实时流量，将实时流量与控制器8的设定流量做比较运算，当实时流量小于设定流量，控制报警模块80发出警报信息和激光器2关闭。
[0066]
参见图2所示，一种光栅测试装置，还包括：报警模块80，用于发出警报信息；流量计11，用于检测流经水冷板的实时流量；报警模块80和流量计11分别与控制器8连接。其中，控制器8用于将温度与控制器8内的预设的第二温度阈值进行比较运算，将激光输出功率与控制器8内预设的功率阈值进行比较运算、实时流量与控制器8的设定流量做比较运算；当温度大于第二温度阈值，或，当激光输出功率小于功率阈值，或，当实时流量小于设定流量，控制报警模块80发出警报信息和激光器2关闭。
[0067]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0068]
在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。
[0069]
以上对本技术实施例所提供的光栅测试装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。