【技术领域】
本发明涉及测控技术领域，具体涉及一种万瓦级激光功率计保护装置及激光功率测试系统。
背景技术：
激光功率计是用来测量激光能量的仪器。因为激光功率计检测区域会接收到持续高能量功率密度的激光，激光光功率计都会采用散热冷却方式来保护，比如采用水冷，采用tec(半导体制冷器(thermoelectriccooler)，利用半导体材料的珀尔帖效应制成)等等，尤其万瓦级的激光功率计价格昂贵，更需要多种方式来保护，但是现有的散热冷却方式都是被动的保护方式。当发射出的激光光斑直径比较小时，光功率计局部区域会持续接收到高能量功率密度的激光，如果不能及时停止激光器发射激光，就会导致激光功率计检测区域单位时间内积累激光能量过多而被烧坏，造成严重的经济损失。
申请号：cn201721924432.7，申请人：深圳市创鑫激光股份有限公司，实用新型名称《一种激光功率计保护装置及激光功率测试系统》涉及激光测试技术领域，所述保护装置与对激光功率计进行水冷散热的水冷装置相配合，包括稳压电源、获取所述水冷装置的工作状态的检测模块和与所述检测模块连接的开关模块，所述检测模块连接所述稳压电源，并与所述水冷装置配合安装，所述开关模块还连接所述稳压电源和被测试的激光器，所述开关模块根据水冷装置的工作状态控制被测试的激光器的开关；所述系统包括前述的激光功率计保护装置；通过对水冷装置进行检测监控，可以保证只有水冷装置正常工作时才启动激光器和激光功率计进行功率测试，可保证激光功率计不会因为温度过高而损坏。
移动平均法(movingaveragemethod)是一种简单平滑预测技术，它的基本思想是：根据时间序列资料、逐项推移，依次计算包含一定项数的序时平均值，以反映长期趋势的方法。移动平均法根据预测时使用的各元素的权重不同，可以分为：简单移动平均和加权移动平均。一次移动平均法是指将观察期的数据由远而近按一定跨越期进行一次移动平均，以最后一个移动平均值为确定预测值的依据的一种预测方法。二次移动平均法，是对一次移动平均数再进行第二次移动平均，再以一次移动平均值和二次移动平均值为基础建立预测模型，计算预测值的方法。
本发明针对激光功率计现有的散热冷却方式都是被动的保护方式的缺陷，对激光功率计保护装置及激光功率测试系统进行了技术改进。
技术实现要素：
本发明的目的是，提供一种实时主动的保护万瓦级激光功率计正常工作的保护装置。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种万瓦级激光功率计保护装置，包括检测部分和控制部分；上述激光功率计采用水冷装置进行水冷散热，上述水冷装置包括水冷机、冷却水和冷却水水道；上述检测部分包括水流量检测传感组件、和高清摄像头；上述控制部分包括功率计保护控制器、触摸显示组件、和激光器使能信号组件；上述水流量检测传感组件连接在水冷机和激光功率计冷却水水道中间用于实时监测冷却水流量；上述触摸显示组件用于人机交互操作；上述高清摄像头用于拍摄识别激光光斑；上述激光器使能信号组件用于输出/关断激光器使能信号快速打开/关闭激光器；上述功率计保护控制器用于接收处理上述水流量检测传感组件检测的冷却水流量信号、并在冷却水流量满足要求时/不满足要求时控制激光器使能信号组件输出/关断激光器使能信号；上述功率计保护控制器还用于接收处理上述高清摄像头拍摄识别的激光光斑、并在激光光斑大小和位置满足要求时/不满足要求时控制激光器使能信号组件输出/关断激光器使能信号。
进一步地优选技术方案，上述的一种万瓦级激光功率计保护装置，上述检测部分还包括红外测温模块；上述控制部分还包括电机控制组件；上述红外测温模块用于非接触远距离测量激光温度，上述红外测温模块配有电动可调焦镜头、和用于清晰指示所述红外测温模块电动可调焦镜头检测区域和范围的瞄准指示led光源；上述电机控制组件用于精确调节红外测温组件指向角度；上述高清摄像头还用于拍摄识别瞄准指示led光源指示区域和范围；上述功率计保护控制器还用于接收处理上述高清摄像头拍摄识别的瞄准指示led光源指示区域和范围、并控制上述电机控制组件指引红外测温模块移动、以及调整电动可调焦镜头焦距，使得上述瞄准指示led光源指示区域和范围移动到激光光斑范围内；上述功率计保护控制器还用于接收处理上述红外测温模块检测的激光温度、并在激光温度满足要求时/不满足要求时控制激光器使能信号组件输出/关断激光器使能信号。
优选地，上述的一种万瓦级激光功率计保护装置，上述功率计保护控制器还用于接收处理上述红外测温模块检测的激光温度、根据激光温度使用移动平均法计算预判温度、并在预判温度满足要求时/不满足要求时控制激光器使能信号组件输出/关断激光器使能信号。
优选地，上述的一种万瓦级激光功率计保护装置，上述水流量检测传感组件采用电磁流量传感器，输出4-20ma模拟量信号送给上述功率计保护控制器；上述红外测温模块采用红外测温传感器，通过网络接口传送温度值给功率计保护控制器；上述高清摄像头采用高分辨率摄像模组；上述触摸显示组件负责显示信息和输入信息；上述电机控制组件包括步进电机、步进电机驱动电路和齿轮传动结构；上述功率计保护控制器的cpu采用高性能的嵌入式cpu用于实时控制和高性能数据处理；上述功率计保护控制器包括两个网口，一个网口连接到水冷机，另一个网口连接到红外测温模块；上述功率计保护控制器包括连接到电磁流量传感器的ad采样接口；上述功率计保护控制器包括两个高速usb接口，上述两个高速usb接口分别连接激光功率计和高清摄像头；上述功率计保护控制器包括连接到激光器的用于设置激光器输出功率值及波形的串口；上述激光器使能信号组件输出连接激光器使能端的24v的io激光器使能信号，上述功率计保护控制器控制上述24v的io激光器使能信号控制激光器出光和关光；上述功率计保护控制器输出pwm调制信号到步进电机驱动电路，上述步进电机带动齿轮传动结构，上述齿轮传动结构指引红外测温模块。
优选地，上述的一种万瓦级激光功率计保护装置，上述控制部分还包括喇叭组件，上述功率计保护控制器接收处理的上述检测部分数据满足要求时/不满足要求时控制上述喇叭组件输出提示语音。
本发明的再一目的是，提供一种实时主动的保护万瓦级激光功率计正常工作的激光功率测试系统。
为实现上述再一目的，本发明采取的技术方案是一种万瓦级激光功率测试系统，包括激光器和激光功率计，上述激光功率计采用水冷装置进行水冷散热，上述水冷装置包括水冷机、冷却水和冷却水水道；上述激光功率测试系统还包括上述不包括红外测温模块的一种万瓦级激光功率计保护装置，上述激光功率计保护装置通过通信接口连接上述水冷机和激光器，上述激光功率计保护装置的水流量检测传感组件连接在水冷机和激光功率计冷却水水道中间；上述激光功率测试系统进行激光功率测试时包括以下步骤：
s1、所述激光功率计保护装置设定水冷机温度；
s2、所述激光功率计保护装置检测冷却水水流量；
s3、所述冷却水水流量不满足要求时，所述激光功率计保护装置关闭激光器，执行步骤s2；
s4、所述冷却水水流量满足要求时，所述激光功率计保护装置打开激光器，所述激光器发射激光光斑到所述激光功率计检测区域；；
s5、所述激光功率计保护装置检测激光光斑大小和位置；
s6、所述激光光斑大小和位置不满足要求时，所述激光功率计保护装置关闭激光器；
s7、所述激光光斑大小和位置满足要求时，所述激光功率计进行激光功率测试。
进一步地优选技术方案，上述的一种万瓦级激光功率测试系统，上述激光功率测试系统包括上述包括红外测温模块的一种万瓦级激光功率计保护装置，上述激光功率测试系统进行激光功率测试时还包括以下步骤：
s8、所述激光功率计保护装置检测所述瞄准指示led光源指示区域和范围；
s9、所述激光功率计保护装置指引红外测温模块移动、以及调整电动可调焦镜头焦距，使得所述瞄准指示led光源指示区域和范围移动到激光光斑范围内；
s10、所述激光功率计保护装置检测激光温度；
s11、所述激光温度满足要求时，执行步骤s10；
s12、所述激光温度不满足要求时，所述激光功率计保护装置关闭激光器。
优选地，上述的一种万瓦级激光功率测试系统，上述步骤s4所述激光功率计保护装置打开激光器后，所述激光器低功率输出；上述步骤s7所述激光光斑大小和位置满足要求时，直接执行步骤s8；上述步骤s9所述瞄准指示led光源指示区域和范围移动到激光光斑范围内后，所述激光器按照要求的功率值输出，所述激光功率计进行激光功率测试。
优选地，上述的一种万瓦级激光功率测试系统，上述步骤s11：所述激光温度满足要求时，所述激光功率计保护装置根据激光温度使用移动平均法计算预判温度，所述预判温度满足要求时执行步骤s10，所述预判温度不满足要求时，所述激光功率计保护装置关闭激光器。
优选地，上述的一种万瓦级激光功率测试系统，移动平均法是一次移动平均法或者二次移动平均法，上述预判温度是3秒钟后激光温度。
优选地，上述的一种万瓦级激光功率测试系统，上述激光功率计保护装置采用箱体结构，上述箱体一端有用于固定不同直径激光功率计的夹具，上述箱体另一端有用于固定激光器输出头的固定机构，上述固定机构上方安装有高清摄像头；上述功率计保护控制器和触摸显示组件安装在箱体左侧面上；上述红外测温模块安装在箱体中下部。
本发明有如下有益效果：采用主动实时方式来监测激光功率计冷却水水流量以及激光功率计检测区域的激光光斑大小和位置，从而保护激光功率计不会被烧坏；采用主动实时方式来监测激光功率计检测区域的温度，根据温度变化的趋势和/或温度阈值以及冷却水水流量来控制激光器出光，从而保护激光功率计不会被烧坏。
【附图说明】
图1是一种万瓦级激光功率计保护装置架构示意图。
图2是一种万瓦级激光功率计保护装置红外温度检测示意图。
图3是一种万瓦级激光功率测试系统基本保护激光功率测试步骤图。
图4是一种万瓦级激光功率测试系统红外测温保护激光功率测试步骤图。
图5是一种万瓦级激光功率测试系统结构示意图。
图6是一种万瓦级激光功率测试系统主动实时保护激光功率测试流程图。
【具体实施方式】
下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步描述。
在本发明中，服务器是在网络上提供、管理网络资源的一个计算机或设备，终端可指各种类型的装置，包括(但不限于)无线电话、蜂窝式电话、膝上型计算机、多媒体无线装置、无线通信个人计算机(pc)卡、个人数字助理(pda)、外部或内部调制解调器等。客户端设备，即终端可为任何经由无线信道和/或经由有线信道(例如，光纤或同轴电缆)与服务器通信的数据装置。终端可具有多种名称，例如移动台、移动装置、移动单元，移动电话、远程站、远程终端机、远程单元、用户装置、用户设备、手持式装置等。不同终端可并入一个系统中。终端可为移动的或固定的，且可分散遍及一个通信网络。
实施例1
本实施例实现一种万瓦级激光功率计保护装置。
附图1是一种万瓦级激光功率计保护装置架构示意图，如附图1所示，本实施例一种万瓦级激光功率计保护装置，包括检测部分和控制部分；上述激光功率计采用水冷装置进行水冷散热，上述水冷装置包括水冷机、冷却水和冷却水水道；上述检测部分包括水流量检测传感组件、和高清摄像头；上述控制部分包括功率计保护控制器、触摸显示组件、和激光器使能信号组件；上述水流量检测传感组件连接在水冷机和激光功率计冷却水水道中间用于实时监测冷却水流量；上述触摸显示组件用于人机交互操作；上述高清摄像头用于拍摄识别激光光斑；上述激光器使能信号组件用于输出/关断激光器使能信号快速打开/关闭激光器；上述功率计保护控制器用于接收处理上述水流量检测传感组件检测的冷却水流量信号、并在冷却水流量满足要求时/不满足要求时控制激光器使能信号组件输出/关断激光器使能信号；上述功率计保护控制器还用于接收处理上述高清摄像头拍摄识别的激光光斑、并在激光光斑大小和位置满足要求时/不满足要求时控制激光器使能信号组件输出/关断激光器使能信号。
附图2是一种万瓦级激光功率计保护装置红外温度检测示意图，如附图2所示，进一步地优选技术方案，本实施例一种万瓦级激光功率计保护装置，上述检测部分还包括红外测温模块；上述控制部分还包括电机控制组件；上述红外测温模块用于非接触远距离测量激光温度，上述红外测温模块配有电动可调焦镜头、和用于清晰指示所述红外测温模块电动可调焦镜头检测区域和范围的瞄准指示led光源；上述电机控制组件用于精确调节红外测温组件指向角度；上述高清摄像头还用于拍摄识别瞄准指示led光源指示区域和范围；上述功率计保护控制器还用于接收处理上述高清摄像头拍摄识别的瞄准指示led光源指示区域和范围、并控制上述电机控制组件指引红外测温模块移动、以及调整电动可调焦镜头焦距，使得上述瞄准指示led光源指示区域和范围移动到激光光斑范围内；上述功率计保护控制器还用于接收处理上述红外测温模块检测的激光温度、并在激光温度满足要求时/不满足要求时控制激光器使能信号组件输出/关断激光器使能信号。
优选地，上述的一种万瓦级激光功率计保护装置，上述功率计保护控制器还用于接收处理上述红外测温模块检测的激光温度、根据激光温度使用移动平均法计算预判温度、并在预判温度满足要求时/不满足要求时控制激光器使能信号组件输出/关断激光器使能信号。
优选地，上述的一种万瓦级激光功率计保护装置，上述水流量检测传感组件采用电磁流量传感器，输出4-20ma模拟量信号送给上述功率计保护控制器；上述红外测温模块采用红外测温传感器，通过网络接口传送温度值给功率计保护控制器；上述高清摄像头采用高分辨率摄像模组；上述触摸显示组件负责显示信息和输入信息；上述电机控制组件包括步进电机、步进电机驱动电路和齿轮传动结构；上述功率计保护控制器的cpu采用高性能的嵌入式cpu用于实时控制和高性能数据处理；上述功率计保护控制器包括两个网口，一个网口连接到水冷机，另一个网口连接到红外测温模块；上述功率计保护控制器包括连接到电磁流量传感器的ad采样接口；上述功率计保护控制器包括两个高速usb接口，上述两个高速usb接口分别连接激光功率计和高清摄像头；上述功率计保护控制器包括连接到激光器的用于设置激光器输出功率值及波形的串口；上述激光器使能信号组件输出连接激光器使能端的24v的io激光器使能信号，上述功率计保护控制器控制上述24v的io激光器使能信号控制激光器出光和关光；上述功率计保护控制器输出pwm调制信号到步进电机驱动电路，上述步进电机带动齿轮传动结构，上述齿轮传动结构指引红外测温模块。
优选地，上述的一种万瓦级激光功率计保护装置，上述控制部分还包括喇叭组件，上述功率计保护控制器接收处理的上述检测部分数据满足要求时/不满足要求时控制上述喇叭组件输出提示语音。
实施例2
本实施例实现一种万瓦级激光功率测试系统。
附图3是一种万瓦级激光功率测试系统基本保护激光功率测试步骤图，如附图3所示，本实施例一种万瓦级激光功率测试系统，包括激光器和激光功率计，上述激光功率计采用水冷装置进行水冷散热，上述水冷装置包括水冷机、冷却水和冷却水水道；上述激光功率测试系统还包括上述实施例1所述的不包括红外测温模块的一种万瓦级激光功率计保护装置，上述激光功率计保护装置通过通信接口连接上述水冷机和激光器，上述激光功率计保护装置的水流量检测传感组件连接在水冷机和激光功率计冷却水水道中间；上述激光功率测试系统进行激光功率测试时包括以下步骤：
s1、所述激光功率计保护装置设定水冷机温度；
s2、所述激光功率计保护装置检测冷却水水流量；
s3、所述冷却水水流量不满足要求时，所述激光功率计保护装置关闭激光器，执行步骤s2；
s4、所述冷却水水流量满足要求时，所述激光功率计保护装置打开激光器，所述激光器发射激光光斑到所述激光功率计检测区域；；
s5、所述激光功率计保护装置检测激光光斑大小和位置；
s6、所述激光光斑大小和位置不满足要求时，所述激光功率计保护装置关闭激光器；
s7、所述激光光斑大小和位置满足要求时，所述激光功率计进行激光功率测试。
附图4是一种万瓦级激光功率测试系统红外测温保护激光功率测试步骤图，如附图4所示，进一步地优选技术方案，本实施例一种万瓦级激光功率测试系统，上述激光功率测试系统包括上述实施例1所述的包括红外测温模块的一种万瓦级激光功率计保护装置，上述激光功率测试系统进行激光功率测试时还包括以下步骤：
s8、所述激光功率计保护装置检测所述瞄准指示led光源指示区域和范围；
s9、所述激光功率计保护装置指引红外测温模块移动、以及调整电动可调焦镜头焦距，使得所述瞄准指示led光源指示区域和范围移动到激光光斑范围内；
s10、所述激光功率计保护装置检测激光温度；
s11、所述激光温度满足要求时，执行步骤s10；
s12、所述激光温度不满足要求时，所述激光功率计保护装置关闭激光器。
优选地，上述的一种万瓦级激光功率测试系统，上述步骤s4所述激光功率计保护装置打开激光器后，所述激光器低功率输出；上述步骤s7所述激光光斑大小和位置满足要求时，直接执行步骤s8；上述步骤s9所述瞄准指示led光源指示区域和范围移动到激光光斑范围内后，所述激光器按照要求的功率值输出，所述激光功率计进行激光功率测试。
优选地，上述的一种万瓦级激光功率测试系统，上述步骤s11：所述激光温度满足要求时，所述激光功率计保护装置根据激光温度使用移动平均法计算预判温度，所述预判温度满足要求时执行步骤s10，所述预判温度不满足要求时，所述激光功率计保护装置关闭激光器。
优选地，上述的一种万瓦级激光功率测试系统，移动平均法是一次移动平均法或者二次移动平均法，上述预判温度是3秒钟后激光温度。
优选地，上述的一种万瓦级激光功率测试系统，上述激光功率计保护装置采用箱体结构，上述箱体一端有用于固定不同直径激光功率计的夹具，上述箱体另一端有用于固定激光器输出头的固定机构，上述固定机构上方安装有高清摄像头；上述功率计保护控制器和触摸显示组件安装在箱体左侧面上；上述红外测温模块安装在箱体中下部。
实施例3
本实施例实现一种万瓦级激光功率计保护装置。
现有万瓦级激光功率计价格昂贵，一般都采用水冷方式来散热，也有方法通过检测水流量来控制激光器出光来保护激光功率计。但是这些方法都是被动的保护方式，当激光功率计检测区域持续接收到高能量功率密度激光时，激光功率计只能被动地接收激光的能量，而无法判读持续接收高能量激光是否会导致功率计被烧坏。针对上述问题，迫切需要设计一种装置和方法来保护激光功率计，避免重大损失。本实施例采用主动实时方式来监测激光功率计检测区域的温度，根据温度变化的趋势和/或温度阈值以及冷却水水流量来控制激光器出光，从而保护激光功率计不会被烧坏。
附图1是一种万瓦级激光功率计保护装置架构示意图，如附图1所示，本实施例一种万瓦级激光功率计保护装置主要有两大部分组成。
第一、控制部分：包括功率计保护控制器，触摸显示组件，电机控制组件，激光器使能控制。功率计保护控制器：是测试系统的核心部件，负责接收各种传感器信号，负责控制激光器，水冷机，以及红外测温模块。触摸显示组件：负责显示功率检测信息，温度信息，水流量信息，激光器状态信息，可设置温度，可输入各种控制指令。电机控制组件：主要由步进电机、电机驱动电路和齿轮传动结构组成，主要是精确调节红外测温模块指向角度。激光器使能控制：功率计保护控制器可输出24v的激光器使能控制信号，激光器只有接收到这个使能信号才能出光，可通过这个使能信号，可快速关闭激光器出光。
第二、检测部分：包括水流量检测传感组件，红外测温模块，高清摄像头。水流量检测传感组件：采用电磁流量传感器，连接在水冷机和激光功率计冷却水道中间，可实时监测水流量，并且输出4-20ma模拟量信号送给功率计保护控制器。红外测温模块：采用红外测温传感器，具有非接触远距离测温功能，配有电动可调焦镜头和瞄准指示led光源，可清晰显示检测区域和范围，可通过网络接口传送温度值给功率计保护控制器。高清摄像头：采用高分辨率摄像模组，主要拍摄激光光斑图片，计算出光斑直径，还可获取红外测温模块瞄准指示led光源指示光范围，指引红外测温模块的移动。
本实施例一种万瓦级激光功率计保护装置工作原理如下：在激光器出光前，功率计保护控制器首先与冷水机通讯，让冷水机设置一个适合功率计稳定工作的温度，并且通过检测冷水机的水流量来保护激光功率计；当激光器出光后，功率计保护控制器通过高清摄像头获取的图像，可计算出激光的光斑直径，当光斑直径过小时，可语音提醒测试人员，当小到一定阈值时，可直接控制激光器的电源继电器，关闭激光器；通过检测激光光斑直径大小和位置，可控制连接红外测温模块的步进电机，让红外测温模块指向光斑区域，并且可电动调节红外测温模块的镜头，使温度检测区域落在激光光斑范围内，这样就可精准的测量激光光斑区域内的温度；随着激光器出光能量逐步加大，功率计保护控制器通过实时检测到的温度来保护激光功率计，当监测到温度变化趋势过快，或温度超过设定阈值低限时，可语音提醒测试人员；当预测温度值在3秒后会超过设定温度阈值或温度超过设定阈值高限时，断开激光器使能直接关闭激光器的使能出光信号，关闭激光器，从而保护激光功率计不被烧坏。
实施例4
本实施例实现一种万瓦级激光功率测试系统。
本实施例一种万瓦级激光功率测试系统包括实施例3所述的一种万瓦级激光功率计保护装置；还包括激光功率计，所述激光功率计使用冷水机对激光功率计进行水冷；还包括激光器。
附图5是一种万瓦级激光功率测试系统结构示意图，如附图5所示，本实施例一种万瓦级激光功率测试系统采用一个箱体结构，一端有激光功率计的固定夹具，可适合不同直径的激光功率计，另外一端有激光器输出头的固定机构，在该固定机构上方安装有高清摄像头。高清摄像头通过usb数据线连接到功率计保护控制器上。功率计保护控制器和触摸显示组件安装在箱体左侧面上。红外测温模块安装在箱体中下部，红外测温模块通过齿轮传动机构连接到步进电机，步进电机连接到功率计保护控制器上，功率计保护控制器通过pwm信号来控制步进电机的转动。红外测温模块通过网线连接到功率计保护控制器，功率计保护控制器通过网络来获取温度数据，同时可控制红外测温模块镜头的焦距。功率计保护控制器的a/d接口连接到外部的电磁流量传感器，用于获取水冷机的水流量数据，同时通过网线连接到水冷机，可以在线实时设置水冷机温度。功率计保护控制器通过usb口连接到激光功率计，可实时读取功率值。功率计保护控制器使用串口和io接口连接到激光器上。
本实施例一种万瓦级激光功率测试系统，其中功率计保护控制器的cpu采用高性能的嵌入式cpu，满足实时控制和高性能数据处理。功率计保护控制器设计有2个网口，一个用于连接到水冷机，另外一个连接到红外测温模块。功率计保护控制器的ad采样接口连接到电磁流量传感器上，可实时获取到水流量数据。功率计保护控制器设计有2个高速usb接口，用于连接激光功率计和高清摄像头。功率计保护控制器通过串口连接到激光器，主要是设置激光器输出需要的功率值及波形。功率计保护控制器可输出24v的io信号给激光器，这个信号连接到激光器的使能端，通过控制这个信号，可控制激光器出光和关光。功率计保护控制器输出pwm调制信号给步进电机驱动电路，从而驱动步进电机转动一定的角度，再通过连接到步进电机的齿轮传动结构，可控制红外测温模块的指向角度。功率计保护控制器的触摸显示组件用于显示工作状态信息，比如温度，水流量，功率值等等，还可设置温度报警阈值等相关设置，并可发出控制激光器和红外模块指令。喇叭组件用于语音提示检测人员。
附图2是一种万瓦级激光功率计保护装置红外温度检测示意图，如附图2所示，本实施例一种万瓦级激光功率测试系统红外测温模块自动瞄准激光光斑过程如下：
1、激光器首先输出一个低功率的激光，一般激光光斑投放在激光功率计的中心区域；
2、高清摄像头根据摄像头到功率计的已知距离，以及光斑的区域的面积，可计算出激光光斑的直径；
3、开启红外测温模块的瞄准指示led光源led绿色指示光，摄像头可捕获led指示光与激光光斑的相对位置；
4、功率计保护控制器可根据led指示光的位置，驱动步进电机移动红外测温模块指向激光光斑的位置；
5、红外测温模块移动到位后，可控制红外测温模块的电动调焦镜头，使得led指示光落入到激光光斑范围内。
在自动瞄准不理想的情况下，可通过触摸显示组件手动控制红外测温模块的led指示光落入到激光光斑范围内。
附图6是一种万瓦级激光功率测试系统主动实时保护激光功率测试流程图，如附图6所示，本实施例一种万瓦级激光功率测试系统功率计温度检测和控制流程如下：
1、在触摸显示组件上设定水冷机的温度，启动水冷机；
2、通过电磁流量传感器检测水流量；
3、如果水流量不满足设定要求，则在界面显示提示，以及用语音提示检测人员，此时不允许激光出光；
4、如果水流量满足设定要求，在界面设置激光器低功率值，给激光器输出使能信号，此时激光器输出激光；
5、功率计保护控制器通过高清摄像头获取激光光斑图像，根据图像识别算法，可计算出光斑的直径；
6、判断光斑直径是否满足要求范围，如果不满足则语音提示检测人员，同时关闭激光器使能信号，激光器激光关闭。
7、如果激光光斑满足要求，则开启红外测温模块的led指示光，通过比对图像中led指示光的位置和激光光斑的位置，输出pwm信号给步进电机驱动器，从而驱动步进电机连接的齿轮传动机构移动红外测温模块指向激光光斑的位置；
8、功率计保护控制器再根据led指示光的光圈大小，控制红外测温模块的电动调焦镜头，让led指示光落入到激光光斑中。
9、此时可在触摸显示组件界面控制激光器按照要求的功率值输出。
10、功率计保护控制器实时读取红外测温模块测量的温度；
11、判断功率计检测区域的温度值是否超过温度阈值，如果超过，立即关闭激光器的使能信号，关闭激光器出光；
12、如果没有超温度阈值，再实时监测温度变化的趋势，采用移动平均预测法(一次或二次移动平均法)，来预判；如果预判温度值可能会超过温度阈值时，立即关闭激光器的使能信号来保护激光功率计。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于任一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
1.一种万瓦级激光功率计保护装置，包括检测部分和控制部分；所述激光功率计采用水冷装置进行水冷散热，所述水冷装置包括水冷机、冷却水和冷却水水道；其特征在于：所述检测部分包括水流量检测传感组件、和高清摄像头；所述控制部分包括功率计保护控制器、触摸显示组件、和激光器使能信号组件；所述水流量检测传感组件连接在水冷机和激光功率计冷却水水道中间用于实时监测冷却水流量；所述触摸显示组件用于人机交互操作；所述高清摄像头用于拍摄识别激光光斑；所述激光器使能信号组件用于输出/关断激光器使能信号快速打开/关闭激光器；所述功率计保护控制器用于接收处理所述水流量检测传感组件检测的冷却水流量信号、并在冷却水流量满足要求时/不满足要求时控制激光器使能信号组件输出/关断激光器使能信号；所述功率计保护控制器还用于接收处理所述高清摄像头拍摄识别的激光光斑、并在激光光斑大小和位置满足要求时/不满足要求时控制激光器使能信号组件输出/关断激光器使能信号。
2.根据权利要求1所述的一种万瓦级激光功率计保护装置，其特征在于：所述检测部分还包括红外测温模块；所述控制部分还包括电机控制组件；所述红外测温模块用于非接触远距离测量激光温度，所述红外测温模块配有电动可调焦镜头、和用于清晰指示所述红外测温模块电动可调焦镜头检测区域和范围的瞄准指示led光源；所述电机控制组件用于精确调节红外测温组件指向角度；所述高清摄像头还用于拍摄识别瞄准指示led光源指示区域和范围；所述功率计保护控制器还用于接收处理所述高清摄像头拍摄识别的瞄准指示led光源指示区域和范围、并控制所述电机控制组件指引红外测温模块移动、以及调整电动可调焦镜头焦距，使得所述瞄准指示led光源指示区域和范围移动到激光光斑范围内；所述功率计保护控制器还用于接收处理所述红外测温模块检测的激光温度、并在激光温度满足要求时/不满足要求时控制激光器使能信号组件输出/关断激光器使能信号。
3.根据权利要求2所述的一种万瓦级激光功率计保护装置，其特征在于：所述功率计保护控制器还用于接收处理所述红外测温模块检测的激光温度、根据激光温度使用移动平均法计算预判温度、并在预判温度满足要求时/不满足要求时控制激光器使能信号组件输出/关断激光器使能信号。
4.根据权利要求2所述的一种万瓦级激光功率计保护装置，其特征在于：所述水流量检测传感组件采用电磁流量传感器，输出4-20ma模拟量信号送给所述功率计保护控制器；所述红外测温模块采用红外测温传感器，通过网络接口传送温度值给功率计保护控制器；所述高清摄像头采用高分辨率摄像模组；所述触摸显示组件负责显示信息和输入信息；所述电机控制组件包括步进电机、步进电机驱动电路和齿轮传动结构；所述功率计保护控制器的cpu采用高性能的嵌入式cpu用于实时控制和高性能数据处理；所述功率计保护控制器包括两个网口，一个网口连接到水冷机，另一个网口连接到红外测温模块；所述功率计保护控制器包括连接到电磁流量传感器的ad采样接口；所述功率计保护控制器包括两个高速usb接口，所述两个高速usb接口分别连接激光功率计和高清摄像头；所述功率计保护控制器包括连接到激光器的用于设置激光器输出功率值及波形的串口；所述激光器使能信号组件输出连接激光器使能端的24v的io激光器使能信号，所述功率计保护控制器控制所述24v的io激光器使能信号控制激光器出光和关光；所述功率计保护控制器输出pwm调制信号到步进电机驱动电路，所述步进电机带动齿轮传动结构，所述齿轮传动结构指引红外测温模块。
5.根据权利要求4所述的一种万瓦级激光功率计保护装置，其特征在于：所述控制部分还包括喇叭组件，所述功率计保护控制器接收处理的所述检测部分数据满足要求时/不满足要求时控制所述喇叭组件输出提示语音。
6.一种万瓦级激光功率测试系统，包括激光器和激光功率计，所述激光功率计采用水冷装置进行水冷散热，所述水冷装置包括水冷机、冷却水和冷却水水道；其特征在于：所述激光功率测试系统还包括权利要求1所述的一种万瓦级激光功率计保护装置，所述激光功率计保护装置通过通信接口连接所述水冷机和激光器，所述激光功率计保护装置的水流量检测传感组件连接在水冷机和激光功率计冷却水水道中间；所述激光功率测试系统进行激光功率测试时包括以下步骤：
s1、所述激光功率计保护装置设定水冷机温度；
s2、所述激光功率计保护装置检测冷却水水流量；
s3、所述冷却水水流量不满足要求时，所述激光功率计保护装置关闭激光器，执行步骤s2；
s4、所述冷却水水流量满足要求时，所述激光功率计保护装置打开激光器，
所述激光器发射激光光斑到所述激光功率计检测区域；
s5、所述激光功率计保护装置检测激光光斑大小和位置；
s6、所述激光光斑大小和位置不满足要求时，所述激光功率计保护装置关闭激光器；
s7、所述激光光斑大小和位置满足要求时，所述激光功率计进行激光功率测试。
7.根据权利要求6所述的一种万瓦级激光功率测试系统，其特征在于：所述激光功率测试系统包括权利要求2所述的一种万瓦级激光功率计保护装置，所述激光功率测试系统进行激光功率测试时还包括以下步骤：
s8、所述激光功率计保护装置检测所述瞄准指示led光源指示区域和范围；
s9、所述激光功率计保护装置指引红外测温模块移动、以及调整电动可调焦镜头焦距，使得所述瞄准指示led光源指示区域和范围移动到激光光斑范围内；
s10、所述激光功率计保护装置检测激光温度；
s11、所述激光温度满足要求时，执行步骤s10；
s12、所述激光温度不满足要求时，所述激光功率计保护装置关闭激光器。
8.根据权利要求7所述的一种万瓦级激光功率测试系统，其特征在于：所述步骤s4所述激光功率计保护装置打开激光器后，所述激光器低功率输出；所述步骤s7所述激光光斑大小和位置满足要求时，直接执行步骤s8；所述步骤s9所述瞄准指示led光源指示区域和范围移动到激光光斑范围内后，所述激光器按照要求的功率值输出，所述激光功率计进行激光功率测试。
9.根据权利要求7或者8任一权利要求所述的一种万瓦级激光功率测试系统，其特征在于所述步骤s11：所述激光温度满足要求时，所述激光功率计保护装置根据激光温度使用移动平均法计算预判温度，所述预判温度满足要求时执行步骤s10，所述预判温度不满足要求时，所述激光功率计保护装置关闭激光器。
10.根据权利要求9所述的一种万瓦级激光功率测试系统，其特征在于：移动平均法是一次移动平均法或者二次移动平均法，所述预判温度是3秒钟后激光温度。
11.根据权利要求6所述的一种万瓦级激光功率测试系统，其特征在于：所述激光功率计保护装置采用箱体结构，所述箱体一端有用于固定不同直径激光功率计的夹具，所述箱体另一端有用于固定激光器输出头的固定机构，所述固定机构上方安装有高清摄像头；所述功率计保护控制器和触摸显示组件安装在箱体左侧面上；所述红外测温模块安装在箱体中下部。
技术总结