[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

摘要

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。

主权项

1.一种制冷型红外探测器的控制系统的制冷判定方法，其特征在于，通过制冷型红外探测器的控制系统实现，该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；微控制器，包括修正单元和综合判断单元，用于设定焦平面红外探测器完成制冷的工作温度区间，将A/D采样模块采集到的数据送到微控制器中的修正单元进行修正，并拟合出实际关系曲线，通过综合判断单元对数据局中的温度数据相对时间变化的斜率，焦平面探测器的工作温度，以及达到稳定制冷工作温度的时间三者进行比较，判定焦平面红外探测器是否已达到稳定制冷工作温度且稳定工作，进而计算制冷机的电机控制量，通过控制制冷机的电机运转速度，使焦平面红外探测器工作在制冷温度区间；该方法包括以下步骤：S1、焦平面红外探测器内置的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；与温度相对应的输出电压经过射极跟随器放大后输入到A/D采样模块，由A/D采样模块进行数据采集；S2、设置连续采样间隔时间，将每连续采集到的多个时刻的焦平面红外探测器工作温度对应的电压数据由微控制器的修正单元进行修正，拟合出实际关系曲线，再通过微控制器的综合判断单元对数据中的温度数据相对时间变化的斜率，焦平面探测器的工作温度，达到稳定制冷工作温度的时间三者进行比较，判定焦平面红外探测器是否已达到稳定制冷工作温度且稳定工作；S3、在微控制器中设定焦平面红外探测器完成制冷的工作温度区间，将A/D采样模块采集到的数据送到微控制器进行计算，通过计算得到制冷机的电机控制量，通过控制制冷机的电机运转速度，使焦平面红外探测器工作在制冷温度区间；步骤S2中设定的焦平面红外探测器完成制冷的工作温度区间为：[T₁₀,T₂₀]＝[50K,90K]，达到稳定制冷工作温度的时间t₀＝10min，高温工作；8min，常温工作；步骤S3中判定是否达到稳定制冷工作温度且工作稳定的方法为：设置连续采样间隔时间t’，t’＝t_n+1‑t_n＝t_n‑t_n‑1，n取2，3，4……N，分别采集t_n‑1，t_n，t_n+1三个时刻的焦平面红外探测器的温度电压数据，经放大转换得到对应温度T_n‑1，T_n，T_n+1送至微控制器，由微控制器对相邻连续采样的温度数据相对时间变化的斜率进行比较，斜率计算公式为：K_n‑1＝(T_n‑T_n‑1)/(t_n‑t_n‑1)K_n＝(T_n+1‑T_n)/(t_n+1‑t_n)将|K₁|和|K₂|，|K₂|和|K₃|，……|K_n‑1|和|K_n|比较；若|K_n|≥|K_n‑1|，但则判定焦平面红外探测器的制冷机故障；若|K_n|≤|K_n‑1|，即使T_n‑1，T_n，T_n+1∈[T₁₀,T₂₀]，则判定焦平面红外探测器虽达到稳定制冷工作温度但制冷机未达到稳定状态；只有当|K_n|≥|K_n‑1|，且T_n‑1，T_n，T_n+1∈[T₁₀,T₂₀]，t_n+1≤t₀三个条件同时满足，才判定焦平面红外探测器已达到稳定制冷工作温度，且工作稳定。