专利名称：一种用于pdp真空紫外荧光粉测试系统的信道自动切换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种信道自动切换装置，特别是涉及一种用于PDP真空紫外荧光粉测 试系统的信道自动切换装置。
背景技术：
PDP (等离子显示器件)真空紫外荧光粉测试系统可模拟PDP工作状态，在高真空 下测量荧光粉受到147nm、172nm真空紫外线激发后的荧光光谱、发光亮度、荧光余晖时间、 发光谱线主峰波长、带宽、色品坐标、颜色纯度和主波长等光学特性参数。主要由真空紫外 激发源、荧光粉真空测试室、真空泵、复合真空计、控制器、亮度测试仪、荧光余辉测试仪、光 谱辐射分析仪、计算机系统、交流变频电源等部分组成。它是研制和开发PDP荧光粉材料的 专用检测设备。该系统存在的一个缺陷是，当测试每一个样品，荧光探头在亮度测量窗口和余辉 测量窗口变换后，操作员必须到控制柜背面，将荧光探头中引出的二个信道电缆插头，在亮 度测试仪和余辉测试仪之间插拔转换，每次耗时约50 60秒。若样品托盘一次放满10个 样品，就要来回拔插40次。这种信道切换方法，造成样品检测效率低下，操作人员劳动强度 大。另外，控制柜背面有许多电缆连线，除弱电外还有强电，经常出入，对操作人员也 有安全隐患。而且频繁地插拔，容易造成接头处的导线产生短路或开路，使测量工作突然中 断，所测数据报废，必须等待维修人员修复后重新测量，打断了测试的连续性，给教学和科 研工作带来不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本、自动化程度高、操作简便、切换快速可靠的用于 PDP真空紫外荧光粉测试系统信道切换方法及其装置。实现本发明的目的的技术方案是包括壳体、操作面板、窗口甄别传感器、直流电源�？�、主控电路板，以及对应的航 空插座、插头与电缆。直流电源�？�、主控电路板，以及对应的航空插座设置在壳体内，并用插头、电缆 与其他仪器连接。主控电路板中，包括C51系列单片机和MAX232接口芯片组成的主控制单元、以 DC12V继电器和ULN2004芯片组成的程控电子开关、以开关电源�？樽槌傻�+12V/+5V直流 电源、第一 3芯航空插座、第二 3芯航空插座、第三3芯航空插座、第一 5芯航空插座、第二 5 芯航空插座、第三5芯航空插座、第一 2芯航空插座、第二 2芯航空插座、4芯航空插座、6芯 航空插座、三组二掷开关、二组三掷开关、第一磁感应开关、第二磁感应开关、第一发光二极 管、第二发光二极管、第三发光二极管、第四发光二极管、第五发光二极管。二组三掷开关、第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二极管、第四发光二极管、第五发光二极管、三 组二掷开关焊接在主控电路板正面，所有航空插座均焊接在主控电路板反面。三组二掷开 关的第一组连接直流电源，第二组连接第一 5芯航空插座，第三组连接第一 3芯航空插座； 二组三掷开关的公共端与三组二掷开关的输出端连接，二组三掷开关的输出端分别与第二 5芯航空航空插座、第三5芯航空航空插座、第二 3芯航空插座、第三3芯航空插座端口连 接。从壳体1引出的十个接口包括4芯航空插座、6芯航空插座、第一 2芯航空插座、 第二 2芯航空插座、第二 5芯航空插座、第二 3芯航空插座、第三5芯航空插座、第三3芯航 空插座、第一 5芯航空插座、第一 3芯航空插座。4芯航空插座、6芯航空插座通过电缆与计 算机连接，第二 5芯航空插座、第二 3芯航空插座通过电缆与亮度检测仪连接，第三5芯航 空插座、第三3芯航空插座通过电缆与余辉检测仪连接，第一 5芯航空插座、第一 3芯航空 插座分别通过探头引线与荧光探头连接。窗口甄别传感器包括第一磁感应开关、第二磁感应开关、磁环以及不锈钢钢管。第 一磁感应开关、第二磁感应开关分别封装于堵头不锈钢钢管内，各引出一根信号线分别与 第一 2芯航空插座和第二 2芯航空插座连接。磁环粘贴在荧光探头的管壁外表面，第一磁 感应开关安装在亮度检测窗口的定位螺钉之处，第二磁感应开关安装在余辉检测窗口的定 位螺钉之处。当荧光探头置入亮度检测窗口或余辉检测窗口，磁环将激励磁力感应开关，以 此甄别荧光探头所处的不同测量窗口。第一磁感应开关闭合表明荧光探头已置入亮度测量 窗口，第二磁感应开关闭合表明荧光探头已置入余晖测量窗口，窗口甄别信号经第一 2芯 航空插座和第二 2芯航空插座接口输入到主控制单元，经过控制电路处理后，发出相应继 电器控制指令，从而实现信道快速切换。操作面板上布置有二组三掷开关、第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二 极管、第四发光二极管、第五发光二极管、三组二掷开关。第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二极管、第四发光二极管、第五发光 二极管分别显示亮度窗口、空置、余晖窗口、自动、手动的状态。其中，第四发光二极管亮，表 示为自动切换方式；第一发光二极管亮则表示信道为“空置”状态；第二发光二极管亮则表 示信道为“亮度”状态；第三发光二极管亮则表示信道为“余辉”状态；在手动切换方式下则 第五发光二极管亮、其余发光二极管全熄灭。三组二掷开关用来设置切换模式，当三组二掷开关掷于1挡，则直流电源与程控 电子开关电源端接通、第一 5芯航空插座和第一 3芯航空插座与继电器公共触点连通，进入 自动切换模式；当三组二掷开关掷于2挡，则直流电源与程控电子开关电源端断开，第一 5 芯航空插座和第一 3芯航空插座与二组三掷开关公共触点连通，进入手动切换模式。二组三掷开关用于手动切换，掷1挡，则第一 5芯航空插座和第一 3芯航空插座与 第二 5芯航空插座和第二 3芯航空插座连通，进行亮度测量；掷2挡，则第一 5芯航空插座 和第一 3芯航空插座悬空，不测量；掷3挡，则第一 5芯航空插座和第一 3芯航空插座与第 三5芯航空插座和第三3芯航空插座连通，进行余辉测量。自动、手动双模式的好处是，当自动模式出现故障，仍可快捷地切换信道，使测试 工作不中断。本发明具有如下优点对原测试系统不需任何改动，即插即用。双模式切换，性能稳定、安全可靠。操作简便、自动化程度高、直接显示切换结果。耗时短，1秒即可完成切换。 提高样品检测效率，降低操作人员劳动强度。
图1为本发明电路原理框图。图2为本发明电缆连接及窗口甄别传感器结构示意图。图3为本发明接口分布示意图。图4为本发明操作面板中布置示意图。其中Ul.主控制单元，U2.程控电子开关，U3.直流电源，Yl.计算机，Y2.亮度检 测窗口，Y3.余晖测量窗口，Y4.荧光探头，Y5.亮度检测仪，Y6.余辉检测仪，Si.探头引线， HV.探头引线，HV0.第一 3芯航空插座，HVl.第二 3芯航空插座，HV2.第三3芯航空插座，
510.第一5芯航空插座，SIl.第二 5芯航空插座，SI2.第三5芯航空插座，WSl.第一 2芯 航空插座，WS2.第二 2芯航空插座，AC220CZ. 4芯航空插座，RS232CZ. 6芯航空插座，Sffl. 三组二掷开关，SW2. 二组三掷开关，Kl.第一磁感应开关，K2.第二磁感应开关，LED1.第一 发光二极管，LED2.第二发光二极管，LED3.第三发光二极管，LED4.第四发光二极管，LED5. 第五发光二极管，1.壳体，2.操作面板，3.磁环。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步说明。包括壳体1、操作面板2、窗口甄别传感器、直流电源�？�、主控电路板，以及对应 的航空插座、插头与电缆。直流电源�？椤⒅骺氐缏钒澹约岸杂Φ暮娇詹遄柚迷诳翘�1内，并用插头、电 缆与其他仪器连接。主控电路板中，包括C51系列单片机和MAX232接口芯片组成的主控制单元U1、以 DC12V继电器和ULN2004芯片组成的程控电子开关U2、以开关电源�？樽槌傻�+12V/+5V直 流电源U3、第一 3芯航空插座HV0、第二 3芯航空插座HV1、第三3芯航空插座HV2、第一 5 芯航空插座SI0、第二 5芯航空插座SI1、第三5芯航空插座SI2、第一 2芯航空插座WS1、第 二 2芯航空插座WS2、4芯航空插座AC220CZ、6芯航空插座RS232CZ、三组二掷开关SW1、二 组三掷开关SW2、第一磁感应开关K1、第二磁感应开关K2、第一发光二极管LED1、第二发光 二极管LED2、第三发光二极管LED3、第四发光二极管LED4、第五发光二极管LED5。二组三 掷开关SW2、第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、第三发光二极管LED3、第四发光 二极管LED4、第五发光二极管LED5、三组二掷开关SWl焊接在主控电路板正面，所有航空插 座均焊接在主控电路板反面。三组二掷开关SWl的第一组连接直流电源U3，第二组连接第 一 5芯航空插座SI0，第三组连接第一 3芯航空插座HVO ；二组三掷开关SW2的公共端与三 组二掷开关SWl的输出端连接，二组三掷开关SW2的输出端分别与第二 5芯航空航空插座
511、第三5芯航空航空插座SI2、第二3芯航空插座HVl、第三3芯航空插座HV2端口连接。窗口甄别传感器包括第一磁感应开关K1，第二磁感应开关K2、磁环3以及不锈钢 钢管。第一磁感应开关K1，第二磁感应开关K2、分别封装于堵头不锈钢钢管内，各引出一根 信号线分别与第一 2芯航空插座WSl和第二 2芯航空插座WS2焊接。磁环3粘贴在荧光探头料的变径取光筒壁外表面，第一磁感应开关Kl安装在亮度检测窗口 Y2的定位螺钉之 处，第二磁感应开关K2安装在余辉检测窗口 TO的定位螺钉之处。从壳体1中引出的十个接口包括4芯航空插座AC220CZ、6芯航空插座RS232CZ、 第一 2芯航空插座WS1、第二 2芯航空插座WS2、第二 5芯航空插座、第二 3芯航空插座、第 三5芯航空插座、第三3芯航空插座、第一 5芯航空插座SI0、第一 3芯航空插座HV0。4芯 航空插座AC220CZ、6芯航空插座RS232CZ通过电缆与计算机Yl连接，第二 5芯航空插座 SI1、第二 3芯航空插座HVl通过电缆与亮度检测仪TO连接，第三5芯航空插座SI2、第三3 芯航空插座HV2通过电缆与余辉检测仪Y6连接，第一 5芯航空插座SI0、第一 3芯航空插座 分别HVO通过探头引线SI和探头引线HV与荧光探头W连接。操作面板2上布置有二组三掷开关SW2、第一发光二极管LED1、第二发光二极管 LED2、第三发光二极管LED3、第四发光二极管LED4、第五发光二极管LED5、三组二掷开关 SWl、操作面板2。三组二掷开关SWl用来设置切换模式，其中第一组连接+12V直流电源，第二组连 接第一 5芯航空插座SI0，第三组连接第一 3芯航空插座HV0，当三组二掷开关SWl掷于1 挡，则直流电源与程控电子开关U2电源端接通、第一 5芯航空插座SIO和第一 3芯航空插 座HVO与继电器公共触点连通，进入自动切换模式；当三组二掷开关SWl掷于2挡，则直流 电源与程控电子开关U2电源端断开，第一 5芯航空插座SIO和第一 3芯航空插座HVO与二 组三掷开关SW2公共触点连通，进入手动切换模式。二组三掷开关SW2用于手动切换，掷1挡，则第一 5芯航空插座SIO和第一 3芯 航空插座HVO与第二 5芯航空插座SIl和第二 3芯航空插座HVl连通，进行亮度测量；掷2 挡，则第一 5芯航空插座SIO和第一 3芯航空插座HVO悬空，不测量；掷3挡，则第一 5芯航 空插座SIO和第一 3芯航空插座HVO与第三5芯航空插座SI2和第三3芯航空插座HV2连 通，进行余辉测量。自动模式、手动模式的选择三组二掷开关SWl向上拨则为自动模式，第四发光二 极管LED4亮；三组二掷开关SWl向下拨则为手动模式，第五发光二极管LED5亮。使用本发明后，测试系统在“自动”模式下切换的操作过程如下第1步、将荧光探头W从余晖测量窗口 TO取出，第一发光二极管LEDl指示灯亮， 表示空置，插入亮度测量窗口 Y2，则第二发光二极管LED2指示灯亮，表示检测亮度。第2步，启动亮度测试程序，采集亮度数据，……第3步、将荧光探头W从亮度测量窗口 Y2取出，第一发光二极管LEDl指示灯亮， 表示空置，插入余晖测量窗口 Y3，则第三发光二极管LED3指示灯亮，表示检测余晖。第4步、启动余晖测试程序，采集余晖数据……返回到第1步，测量下一个样品。使用本发明后，测试系统在“手动”模式下切换的操作过程如下第1步、将荧光探头W从余晖测量窗口 TO取出，插入亮度测量窗口 Y2，将切换开 关SW2从“余晖”拨到“空置”再拨到“亮度”挡。第2步，启动亮度测试程序，采集亮度数据，……第3步、将荧光探头W从亮度测量窗口 Y2取出，插入余晖测量窗口 Y3，将切换开 关从“亮度”拨到“空置”再拨到“余晖”挡。
第4步、启动余晖测试程序，采集余晖数据……返回到第1步，测量下一个样品。
权利要求
1.一种用于PDP真空紫外荧光粉测试系统的信道自动切换装置，其特征在于包括壳 体(1)、操作面板O)、窗口甄别传感器、直流电源�？�、主控电路板，以及对应的航空插座、 插头与电缆；直流电源�？�、主控电路板，以及对应的航空插座设置在壳体(1)内，并用插 头、电缆与其他仪器连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于PDP真空紫外荧光粉测试系统的信道自动切换装 置，其特征在于所述的主控电路板中，包括C51系列单片机和MAX232接口芯片组成的主控 制单元(U1)、以DC12V继电器和ULN2004芯片组成的程控电子开关(U2)、以开关电源�？� 组成的+12V/+5V直流电源(U3)、第一 3芯航空插座(HVO)、第二 3芯航空插座(HVl)、第三 3芯航空插座(HV2)、第一 5芯航空插座(SIO)、第二 5芯航空插座(Sll)、第三5芯航空插 座(S12)、第一 2芯航空插座(WSl)、第二 2芯航空插座(WS2)、4芯航空插座(AC220CZ)、6 芯航空插座(RS232CZ)、三组二掷开关(SWl)、二组三掷开关(SW2)、第一磁感应开关(Kl)、 第二磁感应开关(K2)、第一发光二极管(LEDl)、第二发光二极管(LED2)、第三发光二极管 (LED3)、第四发光二极管(LED4)、第五发光二极管(LED5) ；二组三掷开关(SW》、第一发光 二极管(LEDl)、第二发光二极管(LED2)、第三发光二极管(LED3)、第四发光二极管(LED4)、 第五发光二极管(LEM)三组二掷开关(SWl)焊接在主控电路板正面，所有航空插座均焊接 在主控电路板反面；三组二掷开关(SWl)的第一组连接直流电源(U3)，第二组连接第一 5 芯航空插座(SIO)，第三组连接第一 3芯航空插座(HVO) ；二组三掷开关(SW2)的公共端与 三组二掷开关(SWl)的输出端连接，二组三掷开关(SW2)的输出端分别与第二 5芯航空航 空插座(Sll)、第三5芯航空航空插座(S12)、第二 3芯航空插座(HVl)、第三3芯航空插座 (HV2)端口连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于PDP真空紫外荧光粉测试系统的信道自动切换 装置，其特征在于所述的所述的窗口甄别传感器包括第一磁感应开关(Kl)，第二磁感应 开(K2)、磁环(3)以及不锈钢钢管；第一磁感应开关(Kl)，第二磁感应开关(K2)、分别封装 于堵头不锈钢钢管内，各引出一根信号线分别与第一 2芯航空插座(WSl)和第二 2芯航空 插座(WS》连接；磁环( 粘贴在荧光探头(Y4)的变径取光筒壁外表面，第一磁感应开关 (Kl)安装在亮度检测窗口(Y2)的定位螺钉之处，第二磁感应开关(K2)安装在余辉检测窗 口(Y3)的定位螺钉之处。
4.根据权利要求3所述的一种用于PDP真空紫外荧光粉测试系统的信道自动切换装 置，其特征在于所述的的壳体1中引出的十个接口包括4芯航空插座(AC220CZ)、6芯航 空插座(RS232CZ)、第一 2芯航空插座(WSl)、第二 2芯航空插座(WS2)、第二 5芯航空插座 (SIl)、第二 3芯航空插座(HVl)、第三5芯航空插座(SI2)、第三3芯航空插座(HV2)、第 一 5芯航空插座(SIO)、第一 3芯航空插座(HVO) ；4芯航空插座(AC220CZ)、6芯航空插座 (RS232CZ)通过电缆与计算机(Yl)连接，第二5芯航空插座(SIl)、第二3芯航空插座(HVl) 通过电缆与亮度检测仪(Y5)连接，第三5芯航空插座(SI2)、第三3芯航空插座(HV2)通过 电缆与余辉检测仪(Y6)连接，第一 5芯航空插座(SIO)、第一 3芯航空插座(HVO)分别通过 探头引线(Si)和探头引线(HV)与荧光探头(Y4)连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于PDP真空紫外荧光粉测试系统的信道自动切换 装置，其特征在于所述的操作面板( 上布置有二组三掷开关(SW》、第一发光二极管 (LEDl)、第二发光二极管(LED2)、第三发光二极管(LED3)、第四发光二极管(LED4)、第五发光二极管(LED5)、三组二掷开关(SWl)。
全文摘要
一种用于PDP真空紫外荧光粉测试系统的信道自动切换装置，其特征在于包括壳体、操作面板、窗口甄别传感器、直流电源�？椤⒅骺氐缏钒澹约岸杂Φ暮娇詹遄�、插头与电缆。直流电源�？椤⒅骺氐缏钒澹约岸杂Φ暮娇詹遄柚迷诳翘迥冢⒂貌逋返缋掠肫渌瞧髁�。具有如下优点对原测试系统不需任何改动，即插即用；双模式切换，性能稳定、安全可靠；操作简便、自动化程度高、直接显示切换结果；耗时短，1秒即可完成切换；提高样品检测效率，降低操作人员劳动强度。
文档编号G01M11/02GK102095570SQ20101056092
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者卜庭江, 卜庭魁, 王永钱, 罗文君, 袁曦明 申请人:中国地质大学(武汉)
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