[发明专利]一种智能动态目标红外特征变换装置及方法

摘要

一种智能动态目标红外特征变换装置及方法，包括目标和背景环境辐射温度动态采集模块、数据处理与控制模块、半导体调温模块，所述目标和背景环境辐射温度动态采集模块的信号输出端连接数据处理与控制模块的信号输入端，数据处理与控制模块的信号输出端连接半导体调温模块的控制命令输入端；本发明通过电流调节目标表面温度，实现目标和背景环境红外特征动态融合，通过调节工作电流方向和大小就可调节温度升高和降低，能量调节性较好，耗电量小，且由于半导体热惯性小，温度调节响应时间很短。

主权项

一种智能动态目标红外特征变换装置的控制方法，智能动态目标红外特征变换装置包括目标和背景环境辐射温度动态采集模块、数据处理与控制模块、半导体调温模块，所述目标和背景环境辐射温度动态采集模块的信号输出端连接数据处理与控制模块的信号输入端，数据处理与控制模块的信号输出端连接半导体调温模块的控制命令输入端；目标和背景环境辐射温度动态采集模块用于动态获取目标表面和背景环境辐射温度，并实时输出，采集时间间隔在0.1s～1s范围内可调；数据处理与控制模块用于显示和分析目标表面和背景环境辐射温度差值，并按照一定的控制策略驱动半导体制冷片进行加热或制冷；半导体调温模块用于实现对目标表面温度高低的调节；目标和背景环境辐射温度动态采集模块包括目标温度传感器(G)、背景温度传感器(G1)、第一A/D转换电路、第二A/D转换电路、基准电压源、放大调理电路、单片机(M)；目标温度传感器(G)的信号输出端连接放大调理电路的信号输入端，放大调理电路的信号输出端连接第一A/D转换电路的信号输入端，第一A/D转换电路的信号输出端连接单片机(M)的信号输入输出端，基准电压源的电压输出端分别连接目标温度传感器(G)的电源接口和第一、第二A/D转换电路的电源接口，背景温度传感器(G1)的信号输出端连接第二A/D转换电路的信号输入端，第二A/D转换电路的信号输出端连接单片机(M)的信号输入输出端；数据处理与控制模块包括温控管理单元、控制箱、手控盒、操作/显示面板，其中控制箱包括外围电路、CPU电路、接口扩展、功放和驱动电路，目标和背景环境辐射温度动态采集模块的信号输出端连接温控管理单元的信号输入端，温控管理单元的信号输出端连接操作/显示面板、控制箱和手控盒，控制箱和手控盒的信号输出端连接半导体调温模块的信号输入端；此外在控制箱内部，外围电路信号输出端接CPU电路信号输入端，CPU电路的信号输出端经扩展接口接功放的信号输入端，功放的信号输出端接驱动电路的信号输入端；半导体调温模块包括目标外表面(1)、第一导流条(2‑1)、第二导流条(2‑2)、第三导流条(2‑3)、第一半导体(P)、第二半导体(N)、直流电源(3)，直流电源(3)的正极通过第一导流条(2‑1)与第二半导体(N)相连，直流电源(3)的负极通过第二导流条(2‑2)与第一半导体(P)相连接，第一半导体(P)和第二半导体(N)之间有空隙不相邻，第一半导体(P)和第二半导体(N)的顶部通过第三导流条(2‑3)相连接，第三导流条(2‑3)贴附在目标外表面(1)上；数据处理与控制模块具有自动控制与手动控制两种模式，两种模式相互独立；半导体调温模块表面喷涂40μm厚涂料，该涂料表面发射率接近背景环境的平均发射率；目标温度传感器(G)采用Pt100铂电阻，背景温度传感器(G1)采用FLIR T355红外热像仪；其特征在于，包括以下步骤：S1、装置上电启动后，进行初始化；S2、开始温度数据的采集，目标和背景环境辐射温度动态采集模块开始工作，实时采集目标表面辐射温度和背景环境辐射温度；S3、将采集到的目标温度和背景环境辐射温度两组温度值实时传输到数据处理与控制模块中进行温度比较和显示；S4、当目标表面温度大于背景环境温度时，进一步判断两者的差值是否大于2：如果两者的差值大于2则控制半导体模块进行全功率工作制冷；如果两者的差值小于或者等于2则调用PID算法子程序制冷；S5、当目标表面温度小于背景环境温度时，进一步判断两者的差值是否大于2：如果两者的差值大于2则控制半导体模块进行全功率工作加热；如果两者的差值小于或者等于2则调用PID算法子程序加热。