[发明专利]一种具有温度补偿的红外光自动调焦显微镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种红外光测距系统，尤其涉及一种具有温度补偿的红外光自动调焦显微镜，属于测距控制领域。

背景技术

红外光是一种在弹性介质中的机械震荡，它是由与介质相接触的震荡源所引起的，其频率在20kHz以上。由于红外光的速度相对于光速要小得多，其传播时间就比较容易检测，并且易于定向发射，方向性好，强度好控制，因而利用红外光测距在很多距离探测应用中有很重要的用途，包括无损检测、过程测量、机器人测量和定位，以及流体液面高度测量等。

在空气中，常温下红外光的传播速度是334m/s，但其传播速度受空气中温度、湿度等因素的影响，其中受温度影响较大，如温度每升高1℃，声速就会增加约0.6m/s。因此在相同的间隔测量距离，由于波的传播时间是相同的，不同温度下的声速不同，所以最终造成测量出来的距离不相等，在距离测量精度要求很高的情况下，必须要对温度进行测量和补偿，以避免温度对测量精度的影响。制红外光检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于实现，并且测量精度高。

随着经济的发展，交通运输业日益繁荣，但由于道路状态、交通管理等硬件难以跟上，加上驾驶超车、出车开小差、错误估计车距等主观的原理，使相互碰撞的交通事故频频发生。解决这个问题的根本措施在于给行进中的汽车安装能自动跟踪测距，在危险距离内自动刹车的装置。

例如申请号为“201210126584.8”的一种红外光测距方法，属于电子测量技术领域，红外光发射器与脉冲激光器处于发射端，发射端接收到测量命令后，脉冲激光器触发一束脉冲激光，同时红外光发射器触发红外光，将触发的红外光与外部时钟源进行锁相；红外光接收器与光电二极管处于接收端，光电二极管接收到脉冲激光后，启动计时器，红外光接收器获取接收的红外光后，计时器停止，获取渡越时间；渡越时间乘以修正后的声速获取被测距离粗测值；获取相位差，则精测部分为获取实测距离本发明使得接收器不易受发射器干扰，测量盲区大大减小，提高了红外测距的指向性，将测距精度提高到一个红外光长以内，该发明虽然能够通过红外光进行测距，但是尚未考虑温度的影响且测量精度有待进一步提高。

又如申请号为“201420777929.0”的一种用于对红外光电式测距传感器的测量距离进行调节的装置，其特征在于，包括外壳，所述的外壳设于红外光电式测距传感器的前侧，外壳内设有分别用于通过红外光电式测距传感器的红外发射端发射出的光和红外光电式测距传感器的红外接收端要接收的光的发射通道和接收通道，所述的接收通道的后端设有用于调节红外光电式测距传感器的红外接收端接收到的红外光通量的接收调节板。该实用新型可以防止外界光线及发射侧光线的干扰，并可以调节测距传感器接受侧接收到的红外光通量，从而达到调节测量距离的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种具有温度补偿的红外光自动调焦显微镜，其具有低成本，高精度，且能够有效避免降低了温度变化对测距精度的影响，有力提高了红外光测距系统的测量精度。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种具有温度补偿的红外光自动调焦显微镜，包含微控制器模块、红外发射模块、红外光接收模块、温度测量模块、显示模块、CPLD模块、步进电机、计时单元；所述红外发射模块、红外光接收模块、温度测量模块、显示模块、计时单元连接在微控制器模块的相应端口上，所述微控制器模块通过CPLD模块连接步进电机；

其中，红外光发射模块，用于发射红外光同时发送一个计时启动信号至计时单元；

红外光接收模块，用于当第一次接收到红外光时同时发送一个计时停止信号至计时单元；

温度测量模块，用于实时采集环境温度；

计时单元，用于计算在收到红外光发射模块发送的计时启动信号和红外光接收模块发送的计时停止信号之间的时间，进而将时间上传至微控制器模块；

微控制器模块，用于根据红外光速和接收的时间结合环境温度计算出焦距，通过分析处理控制CPLD模块驱动步进电机调节焦距；

显示模块，用于实时显示显微镜焦距。

作为本发明一种具有温度补偿的红外光自动调焦显微镜的进一步优选方案，所述微控制器模块采用AVR系列单片机。

作为本发明一种具有温度补偿的红外光自动调焦显微镜的进一步优选方案，所述显示模块为LCD显示屏。

作为本发明一种具有温度补偿的红外光自动调焦显微镜的进一步优选方案，所述温度测量模块采用DS18B20温度传感。