一种激光安全检测系统和激光系统的制作方法

1.本实用新型涉及激光技术领域，更具体地，涉及一种激光安全检测系统和激光系统。


背景技术：

2.激光照明为光束照明的发展技术，可克服传统光束照明存在的缺陷，通常利用波长转换器装置转换激光光源的激光形成适应照明特性的波段的光线，即激光，然而激光光源的出射光汇聚成一点时，能量密度较高，容易将波长转换装置烧坏，并且当波长转换装置损坏导致激光泄漏，存在很大安全隐患。目前针对大功率激光在照明时的安全性和可靠性仍需进一步提高。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种激光安全检测系统和激光系统，用于提高激光照明的安全性和可靠性。
4.本实用新型采取的技术方案是，一种激光安全检测系统，包括色轮驱动模组、激光驱动模组、光照感应模组和控制单元，所述控制单元分别与所述色轮驱动模组、所述激光驱动模组、所述光照感应模组连接；
5.所述色轮驱动模组用于检测色轮电机运转状态，并根据色轮电机运转状态获取正常运转信号或异常运转信号，将所述正常运转信号或所述异常运转信号传输至所述控制单元；所述光照感应模组用于检测激光光照信号，并根据激光光照信号获取正常光照信号或异常光照信号，将所述正常光照信号或所述异常光照信号传输至所述控制单元；所述控制单元用于根据所述正常运转信号和所述正常光照信号控制所述激光驱动模组开启，和/或用于根据所述异常运转信号或所述异常光照信号控制所述激光驱动模组关闭。
6.当色轮驱动模组检测到色轮电机运转正常时，形成正常运转信号传输至控制单元，并且，光照感应模组检测到激光模组的光照信号低于等于设定值时，形成正常光照信号传输至控制单元，控制单元根据正常运转信号和正常光照信号控制激光驱动模组开启，驱动激光模组照射激光；当色轮驱动模组检测到色轮电机运转异常时，形成异常运转信号传输至控制单元，控制单元根据异常运转信号控制激光驱动模组关闭，激光模组不出射激光，或者，当光照感应模组检测到激光模组的激光光照信号高于设定值时，形成异常光照信号传输至控制单元，控制单元根据异常光照信号控制激光驱动模组关闭，激光模组不出射激光。
7.进一步地，所述色轮驱动模组包括色轮电机驱动芯片，所述色轮电机驱动芯片一端口与色轮电机连接，用于检测色轮电机运转状态，并根据色轮电机运转状态获取正常运转信号或异常运转信号，一端口与所述控制单元连接，用于将所述正常运转信号或异常运转信号传输至所述控制单元。
8.进一步地，所述色轮驱动模组还包括指示灯和警示灯；所述指示灯和所述警示灯
分别与所述控制单元连接；所述指示灯用于指示色轮电机运转状态正常，所述警示灯用于警示色轮电机运转状态异常。
9.进一步地，所述激光驱动模组包括驱动单元和开关单元，所述驱动单元分别与所述控制单元和所述开关单元连接，所述控制单元通过所述驱动单元控制所述开关单元的启闭。
10.进一步地，所述驱动单元包括三极管和第一电阻；所述三极管的基极通过所述第一电阻与所述控制单元连接，所述三极管的集电极与所述开关单元连接，所述三极管的发射极接地。
11.进一步地，所述开关单元包括继电器、发光二极管和第二电阻，所述继电器包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口与所述发光二极管一端连接，所述发光二极管另一端与所述第二电阻一端串联，所述第二端口与所述第二电阻另一端连接，所述第三端口与激光模组连接，所述第四端口与激光模组的电源端口连接。
12.进一步地，所述光照感应模组包括串联的光敏二极管和分压电阻；所述光敏二极管用于检测激光光照强度，并根据激光光照强度获取正常光照信号或异常光照信号，将所述正常光照信号或所述异常光照信号传输至所述控制单元；所述分压电阻用于对所述正常光照信号或异常光照信号进行电压信号放大处理。
13.进一步地，所述光敏二极管设有仅透过蓝光的滤光片。
14.本实用新型采取的另一技术方案是，一种激光系统，包括激光模组、设有色轮电机的色轮和激光安全检测系统；所述激光驱动模组与所述激光模组连接，用于驱动所述激光模组出射激光；所述色轮驱动模组与所述色轮的电机连接，用于驱动所述色轮的电机转动；所述色轮用于将激光模组出射的激光转换为照明光；所述光照感应模组设置于所述照明光的光路上。
15.进一步地，所述激光模组包括供电电源和激光光源，所述供电电源的一端与所述激光光源连接，所述供电电源的另一端与激光驱动模组连接。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：控制单元接收色轮电机运转正常的正常运转信号，并且接收激光模组的光照信号低于等于预设值的正常光照信号后，控制激光驱动模组开启，以使其驱动激光模组发出激光；控制单元接收色轮电机运转异常的异常运转信号，或者接收激光模组的光照信号高于预设值的异常光照信号，控制激光驱动模组关闭，激光模组不发出激光。当检测到色轮电机运转状态或光照信号出现任一异常时，通过控制单元开启或关闭激光模组，避免激光系统烧坏、激光泄漏损坏人眼灯多种隐患，达到防护目的，提高激光照明的安全性和可靠性。
附图说明
17.图1为本实用新型一种激光安全检测系统的电路模块结构图。
18.图2为本实用新型一种激光安全检测系统的电路连接结构图。
19.图3为本实用新型激光驱动模组的电路结构图。
20.附图标记：1、色轮驱动模组；2、光照感应模组；3、控制单元；4、激光驱动模组。
具体实施方式
21.本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
22.实施例1
23.如图1所示，本实施例提供一种激光安全检测系统，包括色轮驱动模组1、激光驱动模组4、光照感应模组2和控制单元3，所述控制单元3分别与所述色轮驱动模组1、所述激光驱动模组4、所述光照感应模组2连接；
24.所述色轮驱动模组1用于检测色轮电机运转状态，并根据色轮电机运转状态获取正常运转信号或异常运转信号，将所述正常运转信号或所述异常运转信号传输至所述控制单元3；
25.所述光照感应模组2用于检测激光光照信号，并根据激光光照信号获取正常光照信号或异常光照信号，将所述正常光照信号或所述异常光照信号传输至所述控制单元3；本实施例中，所述光照信号为光照强度，在其他实施方式中，所述光照信号还可以为光通量、照度或亮度。
26.所述控制单元3用于根据所述正常运转信号和所述正常光照信号控制所述激光驱动模组 4开启，和/或用于根据所述异常运转信号或所述异常光照信号控制所述激光驱动模组4关闭。
27.如图2所示，本实施例激光安全检测系统的整体电路连接结构，各电路模块的连接引脚可参见图2，具体地，以下对各电路模块进行详细的说明：
28.本实施例中所述控制单元3为单片机控制系统u2，在其它实施例中控制单元也可为微处理器。
29.色轮驱动模组1包括色轮电机驱动芯片u1、和外围电路的多个电阻和电容，色轮电机驱动芯片u1具体可采用ft8213芯片型号，电阻(r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r11、 r13、r14)和电容(c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9)根据电路实际需要设置，本实施例对此不作具体描述。
30.其中，色轮电机驱动芯片u1一端口与色轮电机连接，用于驱动色轮电机的运转，具体支持pwm输入模式或模拟调速模式控制电机转速的设定输入；色轮电机驱动芯片u1一端口与色轮电机连接，用于检测色轮电机运转状态，并根据色轮电机运转状态获取正常运转信号或异常运转信号，一端口与控制单元3连接，用于将正常运转信号或异常运转信号传输至控制单元3，作为本实施例的一种优选方式，具体通过色轮电机驱动芯片中的端口fg输出电信号，当色轮电机的运转状态正常时，输出电信号为0v，当色轮电机的运转状态异常时，输出电信号为3.3v。
31.不仅如此，色轮驱动模组1还包括指示灯和警示灯，指示灯包括发光二极管d7和电阻 r10，电阻r10一端与控制单元3连接，另一端与发光二极管d7一端串联，发光二极管d7 的另一端接地；警示灯包括发光二极管d1和电阻r12，电阻r12一端与控制单元3连接，另一端与发光二极管d1一端串联，发光二极管d1的另一端接地。当检测到色轮电机运转正常，控制单元输出高电平到指示灯中的发光二极管d7，指示灯中的发光二极管d7发出光照；当检测到色轮电机运转异常(堵转)，控制单元输出高电平到警示灯中的发光二极管d1，警示灯
中的发光二极管d1发出光照。指示灯和警示灯可发出相同颜色灯光或者不同颜色的灯光，优选为不同颜色的灯，例如指示灯为绿灯(green)，警示灯为红灯(red)。
32.光照感应模组2包括串联的光敏二极管d5和分压电阻r19，光敏二极管d5一端与控制单元3连接，另一端接地，用于检测激光光照强度，并根据激光光照强度获取正常光照信号或异常光照信号，将所述正常光照信号或所述异常光照信号传输至所述控制单元3；分压电阻r19一端接入电压，另一端与光敏二极管d5一端连接，用于对通过光敏二极管d5的正常光照信号或异常光照信号进行电压信号放大处理。与发光二极管不同的是，光照感应模组 2中的光敏二极管d5设有仅透过蓝光的滤光片，因为蓝光泄漏容易造成安全隐患，所以本实施例中所采用的光敏二极管d5仅用于检测蓝光光照强度。
33.如图3所示，激光驱动模组4包括驱动单元和开关单元，所述驱动单元分别与所述控制单元和所述开关单元连接，所述控制单元3通过所述驱动单元控制所述开关单元的启闭。
34.其中，驱动单元包括三极管q1和第一电阻r18，三极管q1的基极b通过第一电阻r18 与控制单元3连接，具体的连接引脚为on/off，三极管q1的基极b还通过保护电阻r17 接地；三极管q1的集电极c与开关单元连接，三极管q1的发射极e接地。
35.其中，开关单元包括继电器、以及发光二极管d8和第二电阻r16，发光二极管d8与第二电阻r16串联后与继电器两端并联，继电器具体可采用cx1 g5ca-1a-e型号，所述继电器包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口与所述发光二极管一端连接，所述发光二极管另一端与所述第二电阻r16一端串联，所述第二端口与所述第二电阻 r16另一端连接，所述第三端口与激光模组连接，所述第四端口与激光模组的电源端口连接。
36.控制单元3通过驱动单元控制开关单元的启闭的原理为：光敏二极管d5检测激光模组出射的激光，在电路中产生电压信号，即光照信号，由于该电压信号通常较小，分压电阻r19 需要选取电阻值较大的电阻，与光敏二极管d5分压，将电压信号放大，放大后的电压信号反馈到控制单元3，控制单元3输出高电平到第一电阻r18，第一电阻r18为三极管q1的基极提供偏置电压，三极管q1导通，将继电器的第二端口与电阻r16的电平设置为低电平，此时继电器闭合第三端口与第四端口，实现打开激光模组并且发光二极管d8点亮；反之实现关闭激光模组，以此实现对继电器的启闭控制。通过光敏二极管pd和电阻r19之间的电压变化可以灵敏、准确地检测当前激光模组的激光光照强度，当检测激光模组射出的激光光照强度过高，驱动单元可以快速作出控制反馈，切断继电器以使激光模组和激光驱动模组4 之间断开连接，关闭激光模组。
37.结合上述电路结构说明本实施例激光安全检测系统的原理为：首先，色轮驱动模组1中的色轮驱动芯片u1通过pwm输入模式控制色轮电机转动，并检测色轮电机运转是否正常，当检测到色轮电机转动正常时，反馈正常运转信号(pwm信号)到控制单元3；其次，光照感应模组2中的光敏二极管d5检测激光中蓝光的光照强度是否小于等于设定值，当检测到光照强度小于等于设定值时，反馈正常光照信号到控制单元3；最后，控制单元3接收到正常运转信号和正常光照信号，控制驱动单元接通开关单元，接通激光模组，激光模组出射激光，此时指示灯中的发光二极管d7和开关单元中的发光二极管d8发光。
38.当检测到色轮电机转动异常时，反馈异常运转信号(pwm信号)到控制单元3，或者，
检测到光照强度大于设定值时，反馈异常光照信号到控制单元3；控制单元3只要接收到异常运转信号或者异常光照信号中任一信号，控制驱动单元不接通或断开开关单元，从而不接通或切断激光模组，激光模组不出射激光，此时警示灯中的发光二极管d1发出红光和开关单元中的发光二极管d8不发光。
39.实施例2
40.本实施例提供一种激光系统，包括激光模组、设有色轮电机的色轮和激光安全检测系统；所述激光驱动模组4与所述激光模组连接，用于驱动所述激光模组出射激光；所述色轮驱动模组1与所述色轮电机连接，用于驱动所述色轮转动；所述色轮用于将激光模组出射的激光转换为照明光；所述光照感应模组2设置于所述照明光的光路上。
41.本实施例2在实施例1激光安全检测系统的基础上，接入设有色轮电机的色轮和激光模组，其中，色轮电机驱动芯片u1可通过灯板与色轮电机的接口连接，用于驱动色轮电机的运转，从而驱动色轮运转，色轮电机驱动芯片u1具体支持pwm输入模式或模拟调速模式控制电机转速的设定输入，且在pwm输入模式下内置上拉电阻。
42.激光模组包括供电电源和激光光源，激光安全检测系统中可采用12v适配器通过dc口为色轮驱动模组1和控制单元3正常工作，激光模组电源动力由另外的供电电源提供，供电电源的一端与激光光源连接，供电电源的另一端与激光驱动模组4连接。更进一步地，所述供电电源仅在控制单元检测到所述色轮电机正常运转信号时才供电。
43.利用激光安全检测系统检测色轮电机的运转状态和激光模组的激光光照强度，以此来控制激光模组出射激光的原理与实施例1的结构和原理相同，具体可参见实施例1，在本实施例中不再赘述。
44.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。