阅读说明：本技术 一种激光点火仪、激光点火系统及光通路定量检测方法 () 是由 曹军胜 钟海文 任绍敬 代媛媛 宋丽民 高志坚 宁永强 于 2019-05-06 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种激光点火仪,包括激光源、光纤耦合器、第一光电探测器及第二光电探测器；当所述激光点火仪在光路检测时,初始光束从所述激光源出射,通过所述光纤耦合器分成参照光束及检测光束；所述参照光束从所述光纤耦合器出射后达到所述第一光电探测器,得到参照电信号；所述检测光束从所述光纤耦合器出射后达到对应的窗口,经所述窗口的反光面反射至所述第二光电探测器,得到检测电信号；所述处理器用于控制所述激光源,并对所述参照电信号及所述检测电信号进行对比。本申请可得到光路是否畅通的结果及光信号在所述点火光路中的损耗功率的结果。本申请同时还提供了一种具有上述有益效果的激光点火系统、起爆设备及光通路定量检测的方法。()

一种激光点火仪、激光点火系统及光通路定量检测方法

技术领域

本申请涉及激光点火领域，特别是涉及一种激光点火仪、激光点火系统、起爆设备及光通路定量检测方法。

背景技术

激光点火是指用激光的能量引爆或引燃高能材料。激光点火技术的研究开始于20世纪60年代中期，其最初是在美国能源部进行研究的。当时的研究目的很明确，就是要用激光点火装置取代热电阻点火系统、DDTT***及引爆器，以满足武器安全的需要。以激光点火控制技术为基础的点火系统具有很多优点:简单的点传火序列、高可靠性和安全性、良好的长贮性能、灵活的点火源分布及高的点火一致性。正是这些所特有的优点使激光点火控制技术得到高度的重视。由于能量形式独特、抗电磁干扰能力强等固有高安全性的特点,激光点火在军事、航空、航天等领域具有重要的应用价值。

而在激光点火系统中，光路的连续性检测是系统能否进行安全可靠点火的基础，激光点火的安全性和可靠性优势系统实现工程化应用的关键，现有的激光点火系统的光通路检测仍采用定性检测：激光器发出一定功率和波长的光通过光纤耦合器照射于***的光窗口，光窗口会将该束光反射回光纤耦合器，经光纤耦合器传输到光电探测器，测得反射光的功率，完成光路连续性的定性检测。该方法可简单直观地确定光通路是否畅通，但却不能测定光信号在光通路中的损耗，成功的激光点火不仅要求光通路畅通，同时还要求到达点火器上的光功率达标，因此，激光点火系统光通路的定量检测对于激光点火仪器的生产和应用具有重要意义。

申请内容

本申请的目的是提供一种激光点火仪、激光点火系统、起爆设备及光通路定量检测方法，以解决现有技术中不能定量检测激光点火系统中光损耗的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供一种激光点火仪，包括激光源、光纤耦合器、第一光电探测器及第二光电探测器；

当所述激光点火仪在光路检测时，初始光束从所述激光源出射，通过所述光纤耦合器分成参照光束及检测光束；

所述参照光束从所述光纤耦合器出射后达到所述第一光电探测器，得到参照电信号；

所述检测光束从所述光纤耦合器出射后达到对应的窗口，经所述窗口的反光面反射至所述第二光电探测器，得到检测电信号；

所述处理器用于控制所述激光源，并对所述参照电信号及所述检测电信号进行对比。

可选地，在所述激光点火仪中，所述激光源为单脉冲激光器。

可选地，在所述激光点火仪中，所述单脉冲激光器为半导体激光器。

可选地，在所述激光点火仪中，所述激光点火仪的处理器为单片机。

可选地，在所述激光点火仪中，可选地，在所述激光点火仪中，所述检测光束与所述参照光束的功率比为99比1。

可选地，在所述激光点火仪中，所述激光点火仪还包括显示设备，所述显示设备用于显示所述参照电信号及所述检测电信号的对比结果。

可选地，在所述激光点火仪中，所述第一光电探测器及所述第二光电探测器均为光子探测器。

本申请还提供了一种激光点火系统，所述激光点火系统包括上述任一种的激光点火仪。

本申请还提供了一种起爆设备，所述起爆设备包括上述的激光点火系统。

本申请还提供了一种光通路定量检测的方法，包括：

将预设功率的激光分成两束，得到参照光束与检测光束；

将所述参照光束与所述检测光束分别转化为电信号；

将所述电信号进行对比，得到光通路定量检测的结果。

本申请所提供的激光点火仪，包括激光源、光纤耦合器、第一光电探测器及第二光电探测器；当所述激光点火仪在光路检测时，初始光束从所述激光源出射，通过所述光纤耦合器分成参照光束及检测光束；所述参照光束从所述光纤耦合器出射后达到所述第一光电探测器，得到参照电信号；所述检测光束从所述光纤耦合器出射后达到对应的窗口，经所述窗口的反光面反射至所述第二光电探测器，得到检测电信号；所述处理器用于控制所述激光源，并对所述参照电信号及所述检测电信号进行对比。本申请中的激光点火仪，设置了所述参照光束，由于所述参照光束与所述检测光束的比例是预先设定的，因此可以通过未经过所述激光点火仪的点火光路的检测光束的功率，计算出所述检测光束的理想功率，再对比通过所述第二光电探测器计算得到的所述检测光束通过所述点火光路后的实际功率，即可获得光通路的定量检测结果。本申请的激光点火仪在光路检测时，可同时得到光路是否畅通的定性结果及光信号在所述点火光路中的损耗功率的定量结果，大大提升了光通路检测的准确度，提升了激光点火的成功率。本申请同时还提供了一种具有上述有益效果的激光点火系统、起爆设备及光通路定量检测的方法。

具体实施方式

的结构示意图；

图2为本申请提供的激光点火仪的另一种具体实施方式的结构示意图；

图3为本申请提供的激光点火仪的又一种具体实施方式的结构示意图；

图4为本申请提供的一种光通路定量检测方法的一种具体实施方式的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的核心是提供一种激光点火仪，其一种具体实施方式的结构示意图如图1所示，称其为具体实施方式一，包括激光源101、光纤耦合器102、第一光电探测器105及第二光电探测器104；

当所述激光点火仪在光路检测时，初始光束从所述激光源101出射，通过所述光纤耦合器102分成参照光束及检测光束；

所述参照光束从所述光纤耦合器102出射后达到所述第一光电探测器105，得到参照电信号；

所述检测光束从所述光纤耦合器102出射后达到对应的窗口103，经所述窗口103的反光面反射至所述第二光电探测器104，得到检测电信号；

所述处理器106用于控制所述激光源101，并对所述参照电信号及所述检测电信号进行对比。

注意，窗口103严格来说不算在本申请提供的激光点火仪中。

当进行激光点火时，工作光束从所述激光源101出射，通过所述光纤耦合器102分成点火光束及冗余光束；所述点火光束从所述光纤耦合器102出射后达到对应的窗口103，并穿过所述窗口103到达点火装置，完成点火。

由上可见，在点火过程中实际工作的所述点火光束的光路与光路检测时的检测光束完全相同，因此，对所述检测光束进行定量检测的结果可以反映出点火过程中所述点火光束的损耗特点，因此，对所述检测光束的定量检测相当于对所述点火光束的定量检测。

特别的，所述单脉冲激光器为半导体激光器；半导体激光器体积较小，易于集成，可为外部电路的设计留出更多余地。

此外，所述激光点火仪的处理器106为单片机；单片机电路简单，能耗低，易于使用，适合类似本申请这类功能简单的电路。

需要注意的是，所述检测光束与所述参照光束的功率比为99比1；由于在实际点火过程中光线依旧会通过所述光纤耦合器102被分成两束，因此需要所述参照光束的功率占比尽可能小，但如果过于小也会影响所述第一光电探测器105探测到的准确度，因此本身请给出一优选功率比，当然，实际使用中可根据具体情况做调整。

另外，所述第一光电探测器105及所述第二光电探测器104均为光子探测器；光子探测器精度更高，准确性更好。

本申请所提供的激光点火仪，包括激光源101、光纤耦合器102、第一光电探测器105及第二光电探测器104；当所述激光点火仪在光路检测时，初始光束从所述激光源101出射，通过所述光纤耦合器102分成参照光束及检测光束；所述参照光束从所述光纤耦合器102出射后达到所述第一光电探测器105，得到参照电信号；所述检测光束从所述光纤耦合器102出射后达到对应的窗口103，经所述窗口103的反光面反射至所述第二光电探测器104，得到检测电信号；所述处理器106用于控制所述激光源101，并对所述参照电信号及所述检测电信号进行对比。本申请中的激光点火仪，设置了所述参照光束，由于所述参照光束与所述检测光束的比例是预先设定的，因此可以通过未经过所述激光点火仪的点火光路的检测光束的功率，计算出所述检测光束的理想功率，再对比通过所述第二光电探测器104计算得到的所述检测光束通过所述点火光路后的实际功率，即可获得光通路的定量检测结果。本申请的激光点火仪在光路检测时，可同时得到光路是否畅通的定性结果及光信号在所述点火光路中的损耗功率的定量结果，大大提升了光通路检测的准确度，提升了激光点火的成功率。

在具体实施方式一的基础上，进一步限定所述激光源101的种类，得到具体实施方式二，其结构示意图如图2所示，包括激光源101、光纤耦合器102、第一光电探测器105及第二光电探测器104；

当所述激光点火仪在光路检测时，初始光束从所述激光源101出射，通过所述光纤耦合器102分成参照光束及检测光束；

所述参照光束从所述光纤耦合器102出射后达到所述第一光电探测器105，得到参照电信号；

所述检测光束从所述光纤耦合器102出射后达到对应的窗口103，经所述窗口103的反光面反射至所述第二光电探测器104，得到检测电信号；

所述处理器106用于控制所述激光源101，并对所述参照电信号及所述检测电信号进行对比；

所述激光源101为单脉冲激光器。

本具体实施方式与上述具体实施方式的不同之处在于，本具体实施方式中限定了所述激光源101为单脉冲激光器，其余结构均与上述具体实施方式相同，在此不再展开赘述。

本具体实施方式限定了所述激光源101为单脉冲激光器，单脉冲激光器的激光脉冲输出间隔较长，易于控制，更容易获得定量的输出功率，方便后续计算能量损失，因此，采用单脉冲激光器作为所述激光源101可进一步提升定量检测的准确度，减小误差。

在具体实施方式二的基础上，进一步增设显示设备107，得到具体实施方式三，其结构示意图如图3所示，包括激光源101、光纤耦合器102、第一光电探测器105及第二光电探测器104；

当所述激光点火仪在光路检测时，初始光束从所述激光源101出射，通过所述光纤耦合器102分成参照光束及检测光束；

所述参照光束从所述光纤耦合器102出射后达到所述第一光电探测器105，得到参照电信号；

所述检测光束从所述光纤耦合器102出射后达到对应的窗口103，经所述窗口103的反光面反射至所述第二光电探测器104，得到检测电信号；

所述处理器106用于控制所述激光源101，并对所述参照电信号及所述检测电信号进行对比；

所述激光源101为单脉冲激光器；

所述激光点火仪还包括显示设备107，所述显示设备107用于显示所述参照电信号及所述检测电信号的对比结果。

本具体实施方式与上述具体实施方式的不同之处在于，本具体实施方式增设了所述显示设备107，其余结构均与上述具体实施方式相同，在此不再展开赘述。

本具体实施方式中，为所述激光点火仪增设了显示设备107，，所述显示设备107受所述处理器106控制，可实时显示所述参照电信号与所述检测电信号的对比结果，此外还可显示所述激光点火仪的工作状态，使工作人员能够更迅速地掌握设备的实际工作情况并做出及时调整，进一步降低事故发生率。

本申请还提供了一种光通路定量检测的方法，起义中具体实施方式的流程示意图如图4所示，称其为具体实施方式四，包括：

步骤S101：将预设功率的激光分成两束，得到参照光束与检测光束。

步骤S102：将所述参照光束与所述检测光束分别转化为电信号。

步骤S103：将所述电信号进行对比，得到光通路定量检测的结果。

本申请所提供的光通路定量检测的方法，包括将预设功率的激光分成两束，得到参照光束与检测光束；将所述参照光束与所述检测光束分别转化为电信号；将所述电信号进行对比，得到光通路定量检测的结果。本申请中的光通路定量检测的方法，设置了所述参照光束，由于所述参照光束与所述检测光束的比例是预先设定的，因此可以通过未经过所述激光点火仪的点火光路的检测光束的功率，计算出所述检测光束的理想功率，再对比通过所述第二光电探测器104计算得到的所述检测光束通过所述点火光路后的实际功率，即可获得光通路的定量检测结果。本申请的激光点火仪在光路检测时，可同时得到光路是否畅通的定性结果及光信号在所述点火光路中的损耗功率的定量结果，大大提升了光通路检测的准确度，提升了激光点火的成功率。

本申请还提供了一种激光点火系统，所述激光点火系统包括上述任一种的激光点火仪。本申请中的激光点火系统，设置了所述参照光束，由于所述参照光束与所述检测光束的比例是预先设定的，因此可以通过未经过所述激光点火仪的点火光路的检测光束的功率，计算出所述检测光束的理想功率，再对比通过所述第二光电探测器104计算得到的所述检测光束通过所述点火光路后的实际功率，即可获得光通路的定量检测结果。本申请的激光点火仪在光路检测时，可同时得到光路是否畅通的定性结果及光信号在所述点火光路中的损耗功率的定量结果，大大提升了光通路检测的准确度，提升了激光点火的成功率。

本申请还提供了一种起爆设备，所述起爆设备包括上述的激光点火系统。本申请中的起爆设备，设置了所述参照光束，由于所述参照光束与所述检测光束的比例是预先设定的，因此可以通过未经过所述激光点火仪的点火光路的检测光束的功率，计算出所述检测光束的理想功率，再对比通过所述第二光电探测器104计算得到的所述检测光束通过所述点火光路后的实际功率，即可获得光通路的定量检测结果。本申请的激光点火仪在光路检测时，可同时得到光路是否畅通的定性结果及光信号在所述点火光路中的损耗功率的定量结果，大大提升了光通路检测的准确度，提升了激光点火的成功率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的激光点火仪、激光点火系统、起爆设备及光通路定量检测方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请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申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。