[发明专利]一种制冷型红外探测器的控制系统及其制冷判定方法

说明书

本发明公开了一种制冷型红外探测器的控制系统及其制冷判定方法，该系统包括制冷型红外探测器、射级跟随器、AD采样模块以及微控制器。该方法采用连续定时测量焦平面红外探测器的温度反馈的方法，由微控制器的修正单元根据红外探测器的实际使用情况对焦平面工作温度相对输出电压的函数关系进行修正，再通过微控制器的综合判断单元对温度相对时间的变化斜率、稳定制冷工作温度、达到稳定制冷工作温度的时间进行综合判断，实时监控焦平面红外探测器的温度，减少误判导致焦平面红外探测器提前上电或制冷机已制冷好但焦平面红外探测器却无法上电而引起开机校正失败的情况。

技术领域

本发明涉及红外热成像技术领域，尤其涉及一种制冷型红外探测器的控制系统及其制冷判定方法。

背景技术

红外探测系统有如下几个优点：环境适应性高、隐蔽性好、识别伪装目标的能力强，且与雷达系统相比其体积小、重量轻、功耗低。由于红外探测技术有其独特的优点从而使其在军事国防和民用领域得到了广泛的研究和应用，尤其是在军事需求的牵引和相关技术发展的推动下，作为高新技术的红外探测技术在未来的应用将更加广泛，地位更加重要。

红外探测系统的核心器件是红外探测器，由于制作红外探测器的材料能隙很小，如果环境温度高，由热涌造成的暗电流和热噪声大，直接影响到探测器的信噪比、响应波长和响应时间常数等各个指标。为了提高红外探测系统的性能，必须通过制冷来降低红外探测器的工作温度，以遏制暗电流的产生，增大信噪比。红外探测器经低温冷却后，响应时间缩短、灵敏度提高、响应波长展宽、受限背景噪声减小。

根据制冷方式可将红外探测器分为制冷型红外探测器和非制冷型红外探测器。制冷型红外探测器工作温度的稳定性直接决定了红外探测系统的性能。大部分焦平面红外探测器都工作在77K～80K温度区。

传统判定制冷型红外探测器达到稳定制冷工作温度且工作稳定的方法是设定一个温度点，当焦平面红外探测器工作温度达到此温度判定为制冷好，未达到则继续制冷。但此方法的局限性在于焦平面红外探测器输出的与工作温度对应的电压数据，理想电压信号是单调递增的曲线，但实际采集到的电压反馈信号是逐渐增大，且有很多局部极值的曲线，传统判定方法设置固定温度值进行判定就会出现误判，而且此方法还未考虑以下几个方面的影响：

1.每个焦平面红外探测器的工作温度不同；

2.每个焦平面红外探测器配置不同处理电路，工作温度会有差异；

3.焦平面红外探测器所处的环境温度对其工作温度也会有影响。

综上所述将导致制冷型红外探测器达到稳定制冷工作温度但远远超出设定温度点，且实际使用情况不同该稳定制冷工作温度也是动态变化的。因此采用传统判定方法就不能准确判定制冷型红外探测器是否制冷好，出现误判的概率较高，影响制冷型红外探测器正常工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中难以准确判定制冷型红外探测器的制冷状态的缺陷，提供一种制冷型红外探测器的控制系统及其制冷判定方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种制冷型红外探测器的控制系统，包括依次连接且组成环路的制冷型红外探测器、射极跟随器、A/D采样模块和微控制器，制冷型红外探测器包括制冷机和焦平面红外探测器；微控制器的输出端与制冷机相连，焦平面红外探测器的输出端与射极跟随器相连；其中：

焦平面红外探测器内置测温二极管，测温二极管随着焦平面红外探测器工作温度的变化而自身阻值发生变化，进而使焦平面红外探测器的输出电压发生变化；

射极跟随器用于对焦平面红外探测器的输出电压进行放大后输入A/D采样模块，由A/D采样模块进行数据采集；