一种紫外成像仪测量线性度的测试设备、方法及系统与流程

1.本发明涉及电晕检测技术领域，具体涉及一种紫外成像仪测量线性度的测试设备、方法及系统。


背景技术：

2.电力设备的绝缘结构往往都较为复杂，在运行中往往会产生电晕放电现象。电晕放电的能量累积以及产生的臭氧，均会对绝缘结构造成损伤，严重时甚至会造成击穿，带来运行事故。因此，在电力设备的运行、维护和检修过程中，及时发现并准确定位电晕放电点，以及对电晕放电缺陷进行处理，在保障电力设备的正常安全可靠运行方面具有重要意义。
3.电晕检测可以利用电晕的光学性质和声学性质来实现。相对而言，电晕的光学性质更为典型，相关研究较为充分，其实际应用也主要是基于光学性质展开的。电晕所辐射的光谱涵盖了紫外、可见和红外谱段。一般情况下，若电晕呈现出明显的可见光辐射，则意味着设备已经损坏或者是尖端放电，而红外谱段的探测在日光环境下很难进行，因此利用“日盲”紫外谱段进行电晕探测便成为首选。基于“日盲”紫外谱段进行电晕检测的设备通常称作“日盲”型紫外成像仪，在一些场景中，“日盲”型紫外成像仪主要用于定性探测，主要关注的是故障点的位置，而不关注故障点所产生的辐射的具体数值。在此情况下，试验人员根据电晕图像进行主观判读来评价电力设备的损害程度，故难以准确地反映电力设备损伤的真实情况，由此导致的误判会造成不必要的浪费，有时甚至会引发安全隐患。在另外一些场景中，将“日盲”型紫外成像仪用于定量探测，可以通过装置测量得到的光子数反映电晕放电强弱，进而对电力设备的电晕放电缺陷做出评估。
4.为了实现定量检测，就需要对紫外成像仪进行定标，定标时主要就需要考虑装置的测量精度和线性度(线性度表示的是装置的输出与输入能否像理想系统那样保持正常值比例关系(线性关系)的一种度量)。由于紫外成像仪中的成像传感器存在一定的非线性特性，从最初的紫外光到最终的紫外光子数测量结果之间存在较为复杂的算法和策略，因而对紫外成像仪进行测量线性度的进行测试评估，是一项非常必要的工作。
5.现有技术中，紫外成像仪测量线性度测试评估工作开展相对较少。开展该项工作时，也是同测试精度一起开展，通过调整紫外光源强弱、使用衰减片的方式获得不同的紫外光强度，进而通过多组不同紫外光强度下的测试数据分析计算得到紫外成像仪的测量线性度。但这类方法对紫外光源的控制精度和标准设备的检测精度要求都比较高，而且测试工况的选择不够灵活。


技术实现要素：

6.本发明所提供的紫外成像仪测量线性度的测试设备、方法及系统，通过精确控制遮光圆盘的转速，并通过离心力和弹簧的共同作用效果，实现遮光圆盘紫外光透过面积的精确可控制、可调节，进而精确控制单位时间内到达紫外成像仪镜头的紫外光能量。最终现紫外成像仪的测量线性度的评估和校准。
7.为了实现上述目的，第一方面，本方提供了一种紫外成像仪测量线性度的测试设备，该装置包括：
8.紫外光源，用于提供测试紫外成像仪的测量线性度的光源；
9.遮光部件，设置在所述紫外光源与所述紫外成像仪之间的光路上；
10.所述遮光部件包括：
11.遮光圆盘，所述遮光圆盘上开设有至少一透光开口；
12.至少一弹性部件，一端与所述遮光圆盘固定连接；
13.至少一遮光片，与所述弹性部件的另一端连接，在所述遮光圆盘静止时遮挡所述透光开口，并在所述遮光圆盘转动时与所述弹性部件配合，动态调整所述透光开口的透光量；
14.伺服电机，与所述遮光圆盘连接，用于带动所述遮光圆盘绕其圆心进行转动。
15.一实施例中，所述遮光圆盘为水平设置。
16.一实施例中，所述遮光圆盘与所述伺服电机同轴设置，所述紫外光源为环形阵列光源。
17.一实施例中，所述环形阵列光源的环形内径大小等于所述遮光圆盘静止时，所述遮光圆盘圆心到所述遮光片的距离；
18.所述环形阵列光源的环形外径大小等于所述遮光片所能移动的最大径向距离。
19.一实施例中，紫外成像仪测量线性度的测试装置还包括：
20.积分球，所述积分球设置在所述紫外光源与所述遮光圆盘之间的光路上；
21.所述遮光部件轴部与所述伺服电机轴部并列设置，且所述遮光圆盘通过齿轮与所述伺服电机连接。
22.第二方面，本发明提供一种紫外成像仪测量线性度的测试方法，该方法包括：
23.根据弹性部件的弹性系数确定所述矩形片所受到的弹性力；
24.根据矩形片性质参数以及所述遮光圆盘的旋转角速度确定所述矩形片所受到的离心力；
25.根据所述弹性力、所述离心力、所述矩形片数量、紫外光源的性能参数以及所述矩形片性质参数确定预设时间内通过遮光圆盘的光能量；
26.确定所述光能量以及紫外成像仪所测量的紫外光子数之间的相关系数，以测试紫外成像仪的测量线性度。
27.一实施例中，所述矩形片性质参数包括：所述矩形片的长度、宽度以及质量。
28.一实施例中，所述根据矩形片性质参数以及所述遮光圆盘的旋转角速度确定所述矩形片所受到的离心力，包括：
29.根据所述矩形片的长以及质量确定所述矩形片单位长度的质量；
30.确定所述遮光圆盘以所述旋转角速度旋转时所述弹性部件的弹性力；
31.根据所述弹性力以及所述矩形片单位长度的质量确定所述矩形片所受到的离心力。
32.一实施例中，所述紫外成像仪的镜头与所述遮光圆盘之间的距离小于预设阈值。
33.一实施例中，所述根据所述弹性力、所述离心力、所述矩形片数量、紫外光源的性能参数以及所述矩形片性质参数确定预设时间内通过遮光圆盘的光能量，包括：
34.根据所述离心力确定所述遮光圆盘以所述旋转角速度旋转时所述矩形片的径向移动距离；
35.根据所述紫外光源的性能参数确定到达所述遮光圆盘的紫外光单位面积功率密度；
36.根据所述紫外光单位面积功率密度、所述矩形片数量、所述矩形片的宽以及所述矩形片的径向移动距离确定预设时间内通过遮光圆盘的光能量。
37.一实施例中，测试设备测试紫外成像仪测量线性度的方法还包括：
38.根据所欲实现的光能量确定所述遮光圆盘的旋转角速度。
39.第三方面，本发明提供一种紫外成像仪测量线性度的测试装置，该装置包括：
40.弹性力确定模块，用于根据弹性部件的弹性系数确定矩形片所受到的弹性力；
41.离心力确定模块，用于根据矩形片性质参数以及所述遮光圆盘的旋转角速度确定所述矩形片所受到的离心力；
42.光能量确定模块，用于根据所述弹性力、所述离心力、所述矩形片数量、紫外光源的性能参数以及所述矩形片性质参数确定预设时间内通过遮光圆盘的光能量；
43.线性度测试模块，用于确定所述光能量以及紫外成像仪所测量的紫外光子数之间的相关系数，以测试紫外成像仪的测量线性度。
44.一实施例中，所述矩形片性质参数包括：所述矩形片的长度、宽度以及质量；所述离心力确定模块包括：
45.质量确定单元，用于根据所述矩形片的长以及质量确定所述矩形片单位长度的质量；
46.弹性力确定单元，用于确定所述遮光圆盘以所述旋转角速度旋转时所述弹性部件的弹性力；
47.离心力确定单元，用于根据所述弹性力以及所述矩形片单位长度的质量确定所述矩形片所受到的离心力；
48.所述矩形片性质参数包括：所述矩形片的长、宽以及质；
49.所述紫外成像仪的镜头与所述遮光圆盘之间的距离小于预设阈值。
50.一实施例中，所述光能量确定模块包括：
51.移动距离确定单元，用于根据所述离心力确定所述遮光圆盘以所述旋转角速度旋转时所述矩形片的径向移动距离；
52.功率密度确定单元，用于根据所述紫外光源的性能参数确定到达所述遮光圆盘的紫外光单位面积功率密度；
53.光能量确定单元，用于根据所述紫外光单位面积功率密度、所述矩形片数量、所述矩形片的宽以及所述矩形片的径向移动距离确定预设时间内通过遮光圆盘的光能量。
54.一实施例中，紫外成像仪测量线性度的测试装置还包括：
55.角速度确定模块，用于根据所欲实现的光能量确定所述遮光圆盘的旋转角速度。
56.第四方面，本发明提供一种紫外成像仪测量线性度的测试系统，该系统包括：参数测量设备、后台服务器及紫外成像仪测量线性度的测试设备，其中：
57.所述紫外成像仪测量线性度的测试设备与所述后台服务器通过所述参数测量设备连接，
58.所述参数测量设备实时测量所述测试设备中弹性部件的弹性系数、矩形片性质参数以及所述遮光圆盘的旋转角速度，并发送所述弹性系数、所述矩形片性质参数以及所述旋转角速度至所述后台服务器；
59.所述后台服务器根据所述弹性系数、所述矩形片性质参数以及所述旋转角速度至所述后台服务器，测试紫外成像仪的测量线性度。
60.一实施例中，所述后台服务器包括：
61.光能量计算模块，用于根据所述弹性力、所述离心力、所述矩形片数量、紫外光源的性能参数以及所述矩形片性质参数确定预设时间内通过遮光圆盘的光能量；
62.相关系数计算模块，用于确定所述光能量以及紫外成像仪所测量的紫外光子数之间的相关系数，以测试紫外成像仪的测量线性度。
63.第五方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现紫外成像仪测量线性度的测试方法的步骤。
64.第六方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现紫外成像仪测量线性度的测试方法的步骤。
65.从上述描述可知，本发明实施例提供的紫外成像仪测量线性度的测试设备、方法及系统，该测试设备包括：紫外光源，用于提供测试紫外成像仪的测量线性度的光源；遮光部件，设置在紫外光源与紫外成像仪之间的光路上；伺服电机，与遮光圆盘连接，用于带动遮光圆盘绕其圆心进行转动；遮光部件包括：遮光圆盘，遮光圆盘上开设有至少一透光开口；至少一弹性部件，一端与遮光圆盘固定连接；至少一遮光片，与弹性部件的另一端连接，在遮光圆盘静止时遮挡透光开口，并在遮光圆盘转动时与弹性部件配合，动态调整透光开口的透光量。
66.紫外成像仪测量线性度的测试方法包括：根据弹性部件的弹性系数、矩形片性质参数以及遮光圆盘的旋转角速度确定矩形片所受到的离心力；根据离心力、矩形片数量、紫外光源的性能参数以及矩形片性质参数确定预设时间内通过遮光圆盘的光能量；确定光能量以及紫外成像仪所测量的紫外光子数之间的相关系数，以测试紫外成像仪的测量线性度。
67.紫外成像仪测量线性度的测试系统包括：参数测量设备、后台服务器及紫外成像仪测量线性度的测试设备，其中：紫外成像仪测量线性度的测试设备与后台服务器通过参数测量设备连接，参数测量设备实时测量测试设备中弹性部件的弹性系数、矩形片性质参数以及遮光圆盘的旋转角速度，并发送弹性系数、矩形片性质参数以及旋转角速度至后台服务器；后台服务器根据弹性系数、矩形片性质参数以及旋转角速度至后台服务器，测试紫外成像仪的测量线性度。
68.本发明通过精确控制遮光圆盘的转速，通过离心力和弹簧的共同作用效果，实现遮光圆盘紫外光透过面积的精确控制、调节，进而精确控制单位时间内到达紫外成像仪镜头的紫外光能量。最终实现紫外成像仪的测量线性度的评估和校准。
附图说明
69.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
70.图1为本技术实施例的紫外成像仪测量线性度的测试装置的第一种结构示意图；
71.图2为本技术实施例中遮光圆盘的第一种结构示意图(静止时)；
72.图3为本技术实施例中遮光圆盘的第二种结构示意图(静止时)；
73.图4为本技术实施例中复位弹簧的结构示意图；
74.图5为本技术实施例中遮光圆盘的结构示意图(稳定旋转时)；
75.图6为本技术实施例的紫外成像仪测量线性度的测试装置的第二种结构示意图；
76.图7为本发明实施例中提供的紫外成像仪测量线性度的测试方法的流程示意图一；
77.图8为本发明的实施例中紫外成像仪测量线性度的测试方法步骤200的流程示意图；
78.图9为本发明的实施例中紫外成像仪测量线性度的测试方法步骤300的流程示意图；
79.图10为本发明的实施例中紫外成像仪测量线性度的测试方法步骤400的流程示意图；
80.图11为本发明实施例中提供的紫外成像仪测量线性度的测试方法的流程示意图二；
81.图12为本技术实施例的紫外成像仪测量线性度的测试系统的第一种结构示意图；
82.图13为本技术实施例的紫外成像仪测量线性度的测试系统的第二种结构示意图；
83.图14为本技术实施例的紫外成像仪测量线性度的测试装置的结构示意图一；
84.图15为本技术实施例中离心力确定模块20的结构示意图；
85.图16为本技术实施例中光能量确定模块30的结构示意图；
86.图17为本技术实施例的紫外成像仪测量线性度的测试装置的结构示意图二；
87.图18为本发明的实施例中的电子设备的结构示意图。
88.附图标号：
89.1：紫外光源；
90.2：遮光部件；
91.3：紫外成像仪；
92.4：伺服电机；
93.5：透光开口；
94.6：弹性部件；
95.7：遮光片；
96.8：伺服电机齿轮；
97.9：遮光圆盘齿轮；
98.10：积分球；
99.11：遮光圆盘；
100.12：复位弹簧。
具体实施方式
101.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。
102.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
103.本发明的实施例提供一种紫外成像仪测量线性度的测试装置的具体实施方式，参见图1以及图2，参该装置具体包括如下内容：
104.紫外光源1，用于提供测试紫外成像仪3的测量线性度的光源；
105.遮光部件2，设置在紫外光源1与紫外成像仪3之间的光路上；用于动态调整紫外成像仪3所接收到的光能量；
106.进一步地，参见图2，遮光部件2包括：
107.遮光圆盘11，遮光圆盘11上开设有至少一透光开口5；
108.至少一弹性部件6，一端与遮光圆盘11固定连接；
109.至少一遮光片7，与弹性部件6的另一端连接，在遮光圆盘11静止时遮挡透光开口5，并在遮光圆盘11转动时与弹性部件6配合，动态调整透光开口5的透光量；该种配合模式存在以下实施方式：
110.第一种，参见图3，遮光片7设置于遮光圆盘11上表面，且其面积大于透光开口5的面积，遮光片7一端与弹性部件6(例如弹簧)连接，在遮光部件2静止时，遮光片7在弹性部件6的弹性张力下，完全遮挡住遮光开口5，当遮光部件2旋转时，遮光片7在离心力的作用下向圆周方向移动或者左右摇摆(左右摇摆的情况，弹性部件应为图3中的复位弹簧12，该复位弹簧12(结构图参见图4)可以在遮光部件2静止时，保证遮光片7的初始部位，该部位完全遮挡透光开口5)，以动态调整透光开口5的透光量，即紫外成像仪3所接受的光能量，需要注意的是，当遮光片7以及透光开口存在多个时，需要保证遮光片7以及透光开口5在面积、材质、质量以及形状等其他方面完全一致。
111.第二种，遮光片7嵌于透光开口5内部(此时遮光片7只能在遮光开口5中做径向移动)，此时需要满足遮光片7与透光开口5靠近遮光圆盘11圆心方向的形状一致(例如：靠近遮光圆盘11圆心处，透光开口5可以为半圆形、三角形或者其他形状代替，图2中为矩形)，此种情况下需要保证透光开口5沿径向方向上的相对的边为平行直线，以使遮光片7在遮光开口5内部顺畅移动。
112.透光开口5靠近遮光圆盘11圆周的方向可以为一槽状结构，该槽状结构可以起到相对固定遮光片7的作用，即可以允许遮光片7在槽状结构内移动。
113.优选地，透光开口5两侧还可以分别设置有两个凹槽，对应地，遮光片7设置有对应的凸起，以起到限制矩形片只能在矩形框中运动的作用。
114.接着，参见图1，该装置还包括：伺服电机4，与所述遮光圆盘11连接，用于带动所述遮光圆盘11绕其圆心进行转动。可以理解的是，该伺服电机4还可以配置一驱动控制器，以更为精准的控制伺服电机4的旋转速度，从而更为精准的调控遮光圆盘11的旋转角速度。另外，遮光片7、弹性部件6以及透光开口5的数量均相等。
115.一实施例中，所述遮光圆盘11为水平设置。
116.可以理解的是，为了避免重力的影响，遮光圆盘11水平放置，紫外光沿竖直方向传播。
117.为了避免对光路的遮挡，可以将伺服电机和紫外光源采用两种设置方式。具体地，第一种设置方式参见图1，所述遮光圆盘11与所述伺服电机4同轴设置，此种情况下的紫外光源为环形阵列光源(由多个微小的发光单元按圆环形式均匀分布)。
118.在第一种设置方式中，环形阵列光源的环形内径大小等于所述遮光圆盘静止时，所述遮光圆盘圆心到其所述遮光片的距离，即图1中的x0；所述环形阵列光源的环形外径大小等于所述遮光片所能移动的最大径向距离。即外径为矩形片所能移动的最大径向距离x
max
。
119.在第二种设置方式中，参见图6，遮光圆盘11轴部与所述伺服电机4轴部并列设置，且两者间通过齿轮(伺服电机齿轮8与遮光圆盘齿轮9)进行传动(传动比已知)，此时紫外成像仪测量线性度的测试装置额外需要添加一积分球10，以获得均匀的出射光。该积分球10需要设置在所述紫外光源1与所述遮光圆盘11之间的光路上。
120.积分球是一个内壁涂有白色漫反射材料的空腔球体，又称光度球，光通球等。用来对处于球内或放在球外并靠近某个窗口处的试样对光的散射或发射进行收集的一种高效率器件。球壁上开一个或几个窗孔，用作进光孔和放置光接收器件的接收孔。积分球的内壁应是良好的球面，通常要求它相对于理想球面的偏差应不大于内径的0.2％。球内壁上涂以理想的漫反射材料，也就是漫反射系数接近于1的材料。常用的材料是氧化镁或硫酸钡，将它和胶质粘合剂混合均匀后，喷涂在内壁上。氧化镁涂层在可见光谱范围内的光谱反射比都在99％以上，这样，进入积分球的光经过内壁涂层多次反射，在内壁上形成均匀照度。为获得较高的测量准确度，积分球的开孔比应尽可能小(开孔比定义为积分球开孔处的球面积与整个球内壁面积之比)。
121.参见图1以及图6，在第一种以及第二种设置方式中，经过遮光圆盘11的遮挡后，紫外光最终由校准紫外光出口进入紫外成像仪3中。
122.从上述描述可知，本发明实施例提供的紫外成像仪测量线性度的测试装置，该装置包括：紫外光源，用于提供测试紫外成像仪的测量线性度的光源；遮光圆盘，设置在紫外光源与紫外成像仪之间的光路上，用于动态调整紫外成像仪所接收到的光能量；伺服电机，与遮光圆盘连接，用于带动遮光圆盘绕其圆心进行旋转运动；遮光圆盘包括：至少一个矩形框，其长边设置方向与遮光圆盘径向一致，且其靠近遮光圆盘圆周方向的底部设置有弹性部件，与矩形框数量相等的矩形片，设置在矩形框内部，并与弹性部件连接，其可沿矩形框长边进行径向运动；遮光圆盘静止时为完全遮光状态。
123.本发明根据紫外成像仪测量结果为设定的一段时间范围内紫外光子数的平均结果这一特性，通过实现设定的一段时间范围内紫外光强的平均结果准确可控，紫外光强的调节通过圆形遮光片实现，圆形遮光片利用离心力作用，实现通过控制转速，控制通过紫外光面积的效果，来实现线性度的校准。
124.参见图7，基于上述的紫外成像仪测量线性度的测试装置，本发明实施例所提供的紫外成像仪测量线性度的测试方法包括如下内容：
125.步骤100：根据弹性部件的弹性系数确定所述矩形片所受到的弹性力。
126.具体地，根据弹性部件的弹性系数以及该弹性部件的压缩或者拉伸的距离来确定矩形片所受到的弹性力。
127.步骤200：根据矩形片性质参数以及所述遮光圆盘的旋转角速度确定所述矩形片所受到的离心力；
128.具体地，首先计算出遮光圆盘稳定旋转后，弹性部件的弹性力，接着，根据弹性力计算单个矩形片所受到的离心力，进而求出所有矩形片所受到的离心力。
129.步骤300：根据所述弹性力、所述离心力、所述矩形片数量、紫外光源的性能参数以及所述矩形片性质参数确定预设时间内通过遮光圆盘的光能量；
130.具体地，可以依据矩形片所受到的离心力等于弹性部件的弹性力这一性质，求出预设时间内通过遮光圆盘的光能量。
131.步骤400：确定所述光能量以及紫外成像仪所测量的紫外光子数之间的相关系数，以测试紫外成像仪的测量线性度。
132.可以理解的是，理想情况下紫外成像仪所接收到的紫外光子数与到达紫外成像仪镜头的光能量成线性关系，因而可以用相关系数来评估成像的线性度。当相关系数为1时，紫外成像仪测量线性度最好。相关系数越小，紫外成像仪测量线性度越差，反之，相关系数越接近1，测量线性度越好。
133.从上述描述可知，本发明实施例提供的紫外成像仪测量线性度的测试方法包括：根据弹性部件的弹性系数、矩形片性质参数以及遮光圆盘的旋转角速度确定矩形片所受到的离心力；根据离心力、矩形片数量、紫外光源的性能参数以及矩形片性质参数确定预设时间内通过遮光圆盘的光能量；确定光能量以及紫外成像仪所测量的紫外光子数之间的相关系数，以测试紫外成像仪的测量线性度。本发明通过精确控制遮光圆盘的转速，并通过离心力和弹簧的共同作用效果，实现遮光圆盘紫外光透过面积的精确可控制、可调节，进而精确控制单位时间内到达紫外成像仪镜头的紫外光能量。最终现紫外成像仪的测量线性度的评估和校准。
134.一实施例中，所述矩形片性质参数包括：所述矩形片的长度、宽度以及质量。
135.矩形框的质量为m，参见图2，矩形片的长为l，宽为b。
136.一实施例中，参见图8，步骤200包括：
137.步骤201：根据所述矩形片的长以及质量确定所述矩形片单位长度的质量；
138.具体地，每个矩形片所连接弹簧的弹性系数为k，矩形片单位长度的质量为ρ＝m/l。在遮光圆盘不旋转的情况下，矩形片靠近遮光圆盘中心一侧距离遮光圆盘中心的距离为x0。
139.步骤202：确定所述遮光圆盘以所述旋转角速度旋转时所述弹性部件的弹性力；
140.当遮光圆盘按ω的角速度稳定旋转后，矩形片在离心力的作用下，靠近遮光圆盘中心一侧距离遮光圆盘0中心的距离变为x0 x，则此时弹簧的弹性力为：
141.fk＝kx
142.步骤203：根据所述弹性力以及所述矩形片单位长度的质量确定所述矩形片所受到的离心力。
143.当遮光圆盘按ω的角速度稳定旋转后，矩形片中距离靠近遮光圆盘中心一侧s处单位长度部分所受到的离心力为：
144.f
δ
＝ρω2(x0 x s)
145.单个矩形片所受的离心力为：
[0146][0147]
一实施例中，所述紫外成像仪的镜头与所述遮光圆盘之间的距离小于预设阈值。
[0148]
可以理解的是，紫外成像仪的镜头与所述遮光圆盘之间的距离越小越好，此时，可以近似认为通过遮光圆盘的光能量，等于到达紫外成像仪镜头的光能量。
[0149]
一实施例中，参见图9，步骤300包括：
[0150]
步骤301：根据所述离心力确定所述遮光圆盘以所述旋转角速度旋转时所述矩形片的径向移动距离；
[0151]
具体地，当遮光圆盘稳定旋转时，矩形遮光圆盘受力平衡，fk＝f
ω
，由此可得：
[0152][0153]
其中x为矩形片的径向移动距离。
[0154]
步骤302：根据所述紫外光源的性能参数确定到达所述遮光圆盘的紫外光单位面积功率密度；
[0155]
步骤303：根据所述紫外光单位面积功率密度、所述矩形片数量、所述矩形片的宽以及所述矩形片的径向移动距离确定预设时间内通过遮光圆盘的光能量。
[0156]
首先由紫外光源的性能参数确定到达遮光圆盘的紫外光单位面积功率密度i，接着，根据光圆盘上的矩形片数量n，每个遮光片的宽度b，则可以确定t时间范围内通过遮光圆盘的光能量：
[0157][0158]
在如上所述的遮光圆盘所能透过的光的能量与圆盘转速的关系式的基础上，进行紫外成像仪线性度测试的核心思路如下(即步骤300的核心思路)：具体地，参见图10，步骤400包括：
[0159]
步骤401：在进行线性度测试时，n，b，x0，l，k，m，对于所涉及的装置均为常量。t由紫外成像仪所设定的积分时间参数决定，i由紫外光源决定，可以进行粗略的调节。
[0160]
步骤402：固定t和i，然后在不同的转速ω1、ω2、
…
ωm的工况下得到紫外成像仪给出的紫外光子数n1、n2、
…
nm。
[0161]
步骤403：测试时，紫外成像仪的镜头距离遮光圆盘距离非常近，可以认为通过遮光圆盘的光能量，等于到达紫外成像仪镜头的光能量。由此可得，在不同转速下，到达紫外成像仪镜头的光能量为：
[0162]
[0163]
步骤404：求取紫外光子数与到达紫外成像仪镜头的光能量之间的相关系数。
[0164]
理想情况下紫外光子数与到达紫外成像仪镜头的光能量成线性关系，因而可以用进行一次函数拟合时用的相关系数来评估成像的线性度。相关系数r的表达式如下
[0165][0166]
其中，ni表示第i次测量得到的紫外成像仪的紫外光子数，cov表示计算两个变量的协方差，var表示计算某变量的方差。当相关系数r＝1时，紫外成像仪测量线性度最好。r越小，测量线性度越差。
[0167]
参见图11，一实施例中，测试紫外成像仪测量线性度的方法还包括：
[0168]
步骤500：根据所欲实现的光能量确定所述遮光圆盘的旋转角速度。
[0169]
可以理解的是，通过步骤500，不需要加工制作多个基于光学原理的衰减片，仅仅通过转速ω的反算，即可得到多个等间隔的采样点。比如，为了获得1:2:3：
…
:10的等间隔的光强工况，令的光强工况，令可得到一组满足要求的转速工况。
[0170]
本技术还提供一种紫外成像仪测量线性度的测试系统，参见图12，该系统包括后台服务器a1，该服务器a1可以与多个参数测量设备b1通信连接，服务器a1还可以与多个数据库分别通信连接，或者如图13所示，这些数据库也可以之间设置在服务器a1中。其中参数测量设备b1用于实时测量测试设备中弹性部件的弹性系数、矩形片性质参数以及遮光圆盘的旋转角速度，并发送弹性系数、矩形片性质参数以及旋转角速度至后台服务器a1。后台服务器a1在收取弹性系数、矩形片性质参数以及旋转角速度之后，对紫外成像仪测量线性度进行测试，具体地，其测试内容包括：根据离心力、矩形片数量、紫外光源的性能参数以及矩形片性质参数确定预设时间内通过遮光圆盘的光能量；确定光能量以及紫外成像仪所测量的紫外光子数之间的相关系数，以测试紫外成像仪的测量线性度。
[0171]
在实际应用中，进行紫外成像仪测量线性度的测试的部分可以在如上述内容的服务器a1侧执行，即，如图12或图13所示的架构，也可以所有的操作都在客户端c1设备中完成。具体可以根据客户端设备的处理能力，以及用户使用场景的限制等进行选择。本技术对此不作限定。若所有的操作都在客户端设备中完成，客户端设备还可以包括处理器，用于进行紫外成像仪测量线性度的测试处理等操作。
[0172]
可以理解的是，客户端c1可以包括智能手机、平板电子设备、网络机顶盒、便携式计算机、台式电脑、个人数字助理(pda)、车载设备、智能穿戴设备等。其中，智能穿戴设备可以包括智能眼镜、智能手表、智能手环等。
[0173]
上述的客户端c1设备可以具有通信模块(即通信单元)，可以与远程的服务器进行通信连接，实现与服务器的数据传输。服务器可以包括对紫外成像仪测量线性度进行测试
一侧的服务器，其他的实施场景中也可以包括中间平台的服务器。服务器可以包括单台计算机设备，也可以包括多个服务器组成的服务器集群，或者分布式装置的服务器结构。
[0174]
服务器与客户端设备之间可以使用任何合适的网络协议进行通信，包括在本技术提交日尚未开发出的网络协议。网络协议例如可以包括tcp/ip协议、udp/ip协议、http协议、https协议等。当然，网络协议例如还可以包括在上述协议之上使用的rpc协议(remote procedure call protocol，远程过程调用协议)、rest协议(representational state transfer，表述性状态转移协议)等。
[0175]
为进一步地说明本方案，本发明以紫外成像仪测量线性度的测试装置的第二种设置方式、矩形框以及矩形片数量均为3个为例，提供紫外成像仪测量线性度的测试方法的具体应用实例，具体包括如下内容。
[0176]
现有技术中，在实现紫外成像仪测量线性度的校准过程中，一般使用可调紫外光源和紫外光度计来控制进入紫外成像仪的紫外光能量。但这种存在如下缺点：普通的紫外光度计精度只有5％-10％，这就导致紫外光能量的控制偏差较大，高精度的紫外光度计成本很高，体积也比较大，不适用于大多数场合。如果采用可调光珊或者可调快门的方式，控制进入紫外成像仪的紫外光能量，可以较为低成本的实现紫外光能量大小的改变，不过该改变不能实现定量控制。如果采用定制方式，使用多个已知紫外光能量透过量的可调光珊或者可调快门，则测量数据点的局限性较大，不能够根据实际需要进行自由调整和改变。
[0177]
基于上述缺点，本发明通过控制单位时间内，透过紫外光的能量来实现线性度校准。遮光圆盘的形式如图2所示。遮光圆盘为圆形，图中虚线所示的圆形区域为矩形片靠近圆心一侧的边所能移动的最大位置。遮光圆盘按圆周均匀分布的矩形为可调的透光区域。在该示意图中，矩形透光区域为3个。其他数目亦可。在每个矩形透光区域中，阴影部分为可沿径向运动的活动遮光片。活动遮光片远离圆心的一侧连接一弹簧。在弹簧压缩量为0的情况下，弹簧和活动遮光片占满整个矩形透光区域。当圆盘旋转后，在离心力的作用下，活动遮光片对弹簧产生压缩作用，并使得矩形透光区域能够透过一定量的光，如图5所示。
[0178]
在本发明具体应用实例中，伺服电机和遮光圆盘并列布置，遮光圆盘的周边为齿轮形式，伺服电机通过齿轮与遮光圆盘进行传动，且传动比已知，便于利用传动比和伺服电机的转速获得遮光圆盘的转速。紫外光源先进入一个积分球，获得较为均匀的出射光后，紫外光达到遮光圆盘处。相对于第一种设置方式，第二种设置方式仅使用单个紫外光源即可，不需要使用按紫外光源阵列，不过需额外引入一个积分球装置。从最终结果来看，第二种设置方式的成本略高于第一种，但获得的紫外入射光分布更加均匀，校准紫外成像仪测量线性度的准确度更高。
[0179]
另外，为了避免重力的影响，遮光圆盘应水平放置，紫外光的传播为竖直方向。理论上讲，遮光圆盘匀速旋转时，遮光片与遮光圆盘槽内的切向方向上的接触面是不受力的，不过为了避免实际出现的微小压力所导致的两个面上的摩擦力的出现，两个表面尽量选择摩擦系数小的材料。
[0180]
基于上述的紫外成像仪测量线性度的测试装置，本发明具体应用实例所提供的紫外成像仪测量线性度的测试方法包括：
[0181]
s1:根据弹性部件的弹性系数、矩形片性质参数以及遮光圆盘的旋转角速度确定矩形片所受到的离心力；
[0182]
s2:根据离心力、矩形片数量、紫外光源的性能参数以及矩形片性质参数确定预设时间内通过遮光圆盘的光能量；
[0183]
s3:确定光能量以及紫外成像仪所测量的紫外光子数之间的相关系数，以测试紫外成像仪的测量线性度。
[0184]
从上述描述可知，本发明实施例提供的紫外成像仪测量线性度的测试方法包括：根据弹性部件的弹性系数、矩形片性质参数以及遮光圆盘的旋转角速度确定矩形片所受到的离心力；根据离心力、矩形片数量、紫外光源的性能参数以及矩形片性质参数确定预设时间内通过遮光圆盘的光能量；确定光能量以及紫外成像仪所测量的紫外光子数之间的相关系数，以测试紫外成像仪的测量线性度。本发明具有以下有益效果：
[0185]
(1)校准紫外成像仪精度不依赖于紫外光度计的测量精度，仅依赖于电机转速的控制精度。采用伺服电机后，所能实现的控制精度相对于紫外光度计要高。
[0186]
(2)对紫外光源的要求不高，不需要其有很宽的调节范围，即使光源强弱的调节范围很窄，也可以为实现线性度测试评估提供多个测试工况点。
[0187]
(3)不再需要加工制作多个基于光学原理的衰减片，而且通过转速ω的反算，即可得到等间隔的采样点。比如，为了获得1:2:3：
…
:10的等间隔的光强工况，令:10的等间隔的光强工况，令:10的等间隔的光强工况，令即可得到一组满足要求的转速工况。
[0188]
基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种紫外成像仪测量线性度的测试装置，可以用于实现上述实施例所描述的方法，如下面的实施例。由于紫外成像仪测量线性度的测试装置解决问题的原理与紫外成像仪测量线性度的测试方法相似，因此紫外成像仪测量线性度的测试装置的实施可以参见紫外成像仪测量线性度的测试方法实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的系统较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
[0189]
本发明的实施例提供一种能够实现紫外成像仪测量线性度的测试方法的紫外成像仪测量线性度的测试装置的具体实施方式，参见图14，紫外成像仪测量线性度的测试装置具体包括如下内容：
[0190]
弹性力确定模块10，用于根据弹性部件的弹性系数确定矩形片所受到的弹性力；
[0191]
离心力确定模块20，用于根据矩形片性质参数以及所述遮光圆盘的旋转角速度确定所述矩形片所受到的离心力；
[0192]
光能量确定模块30，用于根据所述弹性力、所述离心力、所述矩形片数量、紫外光源的性能参数以及所述矩形片性质参数确定预设时间内通过遮光圆盘的光能量；
[0193]
线性度测试模块40，用于确定所述光能量以及紫外成像仪所测量的紫外光子数之间的相关系数，以测试紫外成像仪的测量线性度。
[0194]
一实施例中，所述矩形片性质参数包括：所述矩形片的长度、宽度以及质量；参见图15，所述离心力确定模块20包括：
[0195]
质量确定单元20a，用于根据所述矩形片的长以及质量确定所述矩形片单位长度的质量；
[0196]
弹性力确定单元20b，用于确定所述遮光圆盘以所述旋转角速度旋转时所述弹性
部件的弹性力；
[0197]
离心力确定单元20c，用于根据所述弹性力以及所述矩形片单位长度的质量确定所述矩形片所受到的离心力；
[0198]
所述矩形片性质参数包括：所述矩形片的长、宽以及质；
[0199]
所述紫外成像仪的镜头与所述遮光圆盘之间的距离小于预设阈值。
[0200]
一实施例中，参见图16，所述光能量确定模块30包括：
[0201]
移动距离确定单元30a，用于根据所述离心力确定所述遮光圆盘以所述旋转角速度旋转时所述矩形片的径向移动距离；
[0202]
功率密度确定单元30b，用于根据所述紫外光源的性能参数确定到达所述遮光圆盘的紫外光单位面积功率密度；
[0203]
光能量确定单元30c，用于根据所述紫外光单位面积功率密度、所述矩形片数量、所述矩形片的宽以及所述矩形片的径向移动距离确定预设时间内通过遮光圆盘的光能量。
[0204]
一实施例中，参见图17，紫外成像仪测量线性度的测试装置还包括：
[0205]
角速度确定模块50，用于根据所欲实现的光能量确定所述遮光圆盘的旋转角速度。
[0206]
从上述描述可知，本发明实施例提供的紫外成像仪测量线性度的测试装置，首先根据弹性部件的弹性系数、矩形片性质参数以及遮光圆盘的旋转角速度确定矩形片所受到的离心力；根据离心力、矩形片数量、紫外光源的性能参数以及矩形片性质参数确定预设时间内通过遮光圆盘的光能量；确定光能量以及紫外成像仪所测量的紫外光子数之间的相关系数，以测试紫外成像仪的测量线性度。本发明通过精确控制遮光圆盘的转速，通过离心力和弹簧的共同作用效果，实现遮光圆盘紫外光透过面积的精确控制、调节，进而精确控制单位时间内到达紫外成像仪镜头的紫外光能量。最终实现紫外成像仪的测量线性度的评估和校准。
[0207]
本技术的实施例还提供能够实现上述实施例中的紫外成像仪测量线性度的测试方法中全部步骤的一种电子设备的具体实施方式，参见图18，电子设备具体包括如下内容：
[0208]
处理器(processor)1201、存储器(memory)1202、通信接口(communications interface)1203和总线1204；
[0209]
其中，处理器1201、存储器1202、通信接口1203通过总线1204完成相互间的通信；通信接口1203用于实现服务器端设备、角速度测量设备以及用户端设备等相关设备之间的信息传输。
[0210]
处理器1201用于调用存储器1202中的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例中的紫外成像仪测量线性度的测试方法中的全部步骤，例如，处理器执行计算机程序时实现下述步骤：
[0211]
步骤100：根据弹性部件的弹性系数确定所述矩形片所受到的弹性力。
[0212]
步骤200：根据矩形片性质参数以及所述遮光圆盘的旋转角速度确定所述矩形片所受到的离心力；
[0213]
步骤300：根据所述弹性力、所述离心力、所述矩形片数量、紫外光源的性能参数以及所述矩形片性质参数确定预设时间内通过遮光圆盘的光能量；
[0214]
步骤400：确定所述光能量以及紫外成像仪所测量的紫外光子数之间的相关系数，
以测试紫外成像仪的测量线性度。
[0215]
本技术的实施例还提供能够实现上述实施例中的紫外成像仪测量线性度的测试方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的紫外成像仪测量线性度的测试方法的全部步骤，例如，处理器执行计算机程序时实现下述步骤：
[0216]
步骤100：根据弹性部件的弹性系数确定所述矩形片所受到的弹性力。
[0217]
步骤200：根据矩形片性质参数以及所述遮光圆盘的旋转角速度确定所述矩形片所受到的离心力；
[0218]
步骤300：根据所述弹性力、所述离心力、所述矩形片数量、紫外光源的性能参数以及所述矩形片性质参数确定预设时间内通过遮光圆盘的光能量；
[0219]
步骤400：确定所述光能量以及紫外成像仪所测量的紫外光子数之间的相关系数，以测试紫外成像仪的测量线性度。
[0220]
综上，本发明实施例提供的计算机可读存储介质能够支持服务提供方根据其自身的软、硬件资源的可用率，由服务提供方进行服务的自适应下线和上线，实现服务提供方的自隔离能力，保障服务提供方对服务请求的响应成功率。
[0221]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于硬件 程序类实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0222]
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
[0223]
虽然本技术提供了如实施例或流程图的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。
[0224]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0225]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实
现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0226]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0227]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0228]
本发明中应用了具体实施例对本发明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发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。