一种警用强光手电的综合测试装置

陈 超 李海鹏* 吴 傲

（公安部第三研究所，上海200031）

一线警察在执勤中时会遭遇到照明不足的环境，这种警察在执行执法活动时遇到的因光照强度不高造成的可视程度低和色彩分辨程度差的复杂执法环境，即所谓低光照环境。低光照环境下，警察的人身安全风险大大增加，往往出现伤亡人数多和任务失败率高的情况。据统计，美国警察的战斗性牺牲中夜间的占60%，某些地区则高达80%，39%的警察牺牲被证实与照明条件有关。[1，2]究其原因：低光照环境一方面可为警察执法行动提供良好的隐蔽，但另一方面则会对警察心理、行为造成诸多负面影响。低光照环境会直接导致警察视觉能力的下降，出现明适应、暗适应、视觉后像等现象，人眼对事物细节特征的分辨能力降低，导致反应时间过长，进而干扰其正常的判断和反应行为。在高风险、高压力的执法对抗活动中，警察进入低光照环境会表现出本能的紧张不安、警觉性增强，在行为上则表现为动作变慢，平衡感下降，肌肉易紧张僵硬，行为过于谨慎而导致动作变形。[3]

强光手电可以有效帮助警察适应低光照环境，大大缩短暗适应时间，从而降低警察的行动风险。2006 年9 月，在公安部颁布的我国首部《公安单警装备配备标准》中，警用强光手电作为必配项目被列入公安单警装备。目前公安部配发的警用强光手电全部由公安部授权生产厂家出品，手电整体具有结实耐用、防水耐蚀、抗高低温的特点。[4]警用强光手电作为执勤装备八大件之一，可方便的佩戴在警用多功能腰带上，在一线公安民警中广泛装备，既可以照明，又可以照射犯罪分子的眼睛，使其眩晕。[5]

2018 年8 月24 日，公安部发布公共安全行业标准《GA 883-2018 公安单警装备 强光手电》，其中对于警用强光手电的强光初始照度、强光照明时间、弱光初始照度、光束角等指标均作出了细致和严格要求。在此，本文介绍一种警用强光手电的综合测试装置，可用于强光手电照度值和光束角的快速检测。

1 主要结构

警用强光手电综合测试装置的主要结构如图1 所示。该装置主要由轨道、移动小车、照度传感器、强光手电夹具、带显示屏的控制台组成。轨道长度大于5m，满足照度值检测距离的要求。移动小车的黑色面板上装有照度传感器，移动小车的滚轮由电机带动，可在设定的检测距离上实现直线往返。控制台正面装有触摸屏，可选择检测类别（照度值/光束角）并设置检测距离参数，控制台上方为强光手电夹具。夹具可保证调整固定后强光手电的几何轴线水平且通过照度传感器的感光面顶点法线，并且夹具可通过角度调节旋钮调整俯仰角，以实现光束角的检测。

该装置的优点在于：（1）实现了照度值和光束角检测的自动化。原来检测强光手电的照度值只能在设定距离上用照度表人工测量光斑区域内的照度最大值并记录；测量光束角时只能人工观察照度表的读数，寻找照度为最大值1/2 时的位置，人工测量距离，之后再通过记录的数值来计算求得光束角。在此过程中，人工测量不仅误差大，而且效率低。而强光手电综合测试装置通过装载照度传感器的小车按照设定的定位距离快速地自动往返，系统自动记录强光手电的照度峰值；通过光电编码器自动测量和系统自动计算求值，即刻得到强光手电的光束角。（2）该装置的强光手电夹具可以快速稳固的夹持警用强光手电，后期可进一步优化改进以方便夹持各种类型的手电，扩展检测对象。（3）该装置具有限位保护功能以及电机过载、过压、过流保护功能，试验参数具有掉电存储功能。（4）控制界面采用彩色触摸屏，人机交换方便、易于操作。（5）该装置大量采用铝合金型材，外形美观，轻便灵活。

图1 警用强光手电综合测试装置的主要结构示意图

2 性能指标

警用强光手电综合测试装置的主要性能指标如下：

（1）光照度测量范围：0～2000 lx，测量精度：±2%；

（2）自动计算光束角；

（3）检测距离可调，最大距离5m；

（4）环境使用温度：15℃-45℃；

（5）电源：交流220V±10%，10A，50Hz。

3 工作原理

警用强光手电综合测试装置使用时需置于室温条件下的暗室，暗室内壁需用亚光黑漆涂覆或用黑绒布覆盖，保证光照度小于0.01 lx。[6]

（1）检测强光初始照度：移动小车回归靠近控制台一侧的初始位置；将强光手电固定在夹具上并调整，使其几何轴线水平且通过照度传感器感光面顶点法线；在触摸屏上设定原点位置和小车定位距离，移动小车快速移动就位；强光手电开启强光模式，确认其照射中心准确对正照度传感器的中心后，稳定照射30s，测量得到光斑区域内的照度最大值。

（2）检测强光照明时间：强光手电在暗室中开启强光模式，秒表计时300min 后，重复强光初始照度的检测步骤，测量得到光斑区域内的照度最大值。

（3）检测弱光初始照度：强光手电开启弱光模式，其余步骤与强光初始照度的检测步骤相同（仅小车定位距离的设定值有差异）。

（4）检测光束角：首先测得强光初始照度值，再利用夹具的角度调节旋钮调整强光手电俯仰角，测出以强光手电光束轴线为中心、上下两侧分别使照度为最大值1/2 的位置，装置将自动计算出夹角角度，记为光束角的值。

4 前景展望

警用强光手电综合测试装置操作方便，具有极强的实用性，可有效提高对于照度值和光束角的检测精度和检测效率，具有广阔的应用前景。今后的升级改进方向是扩大应用场合，主要从两个方面入手：一方面扩展应用领域，可将检测对象由警用强光手电扩展到各类民用的新型强光手电产品、甚至户外用蓝光手电、红光手电、多色强光手电等等；另一方面扩大光照度的测量范围，满足潜水手电等对照度要求较高的产品（光照度可达10000 lx）的检测要求。