CN105628014B - 一种光源的启动方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光源的启动方法及系统，当电源所处环境温度与预设目标温度的温差值大于温差阈值时，将目标温度调整为与当前环境温度相差预设调节幅度的第一目标温度，利用预设调节幅度通过调节热电制冷器的电流大小和方向，将电源所处的环境温度调节至第一目标温度，若第一目标温度与预设目标温度的温差值仍大于温差阈值，则利用光源所处的环境温度和预设调节幅度继续修改设定目标温度，直至光源所处的环境温度与预设目标温度的温差值小于温差阈值，将预设目标温度作为热电制冷器调节的最终温度。本发明通过逐次逼近预设目标温度，避免了因温控电流过大而导致热电制冷器出现电流过保护、震荡等问题，减少了温度调节时间，实现了光源快速启动。

Description

一种光源的启动方法及系统

技术领域

本发明涉及光源启动技术领域，更具体的说，涉及一种光源的启动方法及系统。

背景技术

光纤陀螺作为一种新型的角速率传感器，已广泛应用于航天、航空及船舶制造等领域。光源作为光纤陀螺的主要部件，其性能直接影响光纤陀螺的性能。光纤陀螺所使用的光源包括两种：宽谱光纤光源和SLD(Superluminescent Light Emitting Diodes，超辐射发光二极管)。宽谱光纤光源和SLD的发光原理相同，都是通过其内部的激光器管芯激发出某个波段的光实现照明。由于温度对波长影响极大，因此就需要使激光器管芯稳定工作在某一温度，该温度即光源所处的环境温度，通常情况下，将该温度设定为室温25度。

光纤陀螺使用环境的特殊性，使得其光源所处的环境温度区间较大，一般为-45℃-+70℃，因此，为实现光源的正常启动，就需要对光源所处的环境温度进行调节。

目前的调节方法是利用光源所处的环境温度与目标温度之间的温差值调节热电制冷器的电流大小和方向，实现对光源所处环境的加热或制冷。当光源所处的环境温度与目标温度的温差值较大时，就容易使输入热电制冷器的温控电流过大，导致热电制冷器出现电流过保护、震荡等问题，从而导致温度调节时间过长，使光纤陀螺不能满足快速启动的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种光源的启动方法及系统，以实现对光源的快速启动，使光纤陀螺满足快速启动的要求。

一种光源的启动方法，包括：

获取热敏电阻检测的光源所处的当前环境温度；

计算所述当前环境温度与预设目标温度的第一温差值；

判断所述第一温差值是否大于温差阈值；

如果是，则将与所述当前环境温度相差预设调节幅度的温度作为第一目标温度，所述预设调节幅度小于所述温差阈值，所述第一目标温度位于所述当前环境温度和所述预设目标温度之间；

利用所述预设调节幅度调节所述热电制冷器的电流大小和方向，将所述当前环境温度调节至所述第一目标温度；

将所述第一目标温度作为当前环境温度，计算所述第一目标温度与所述预设目标温度的第二温差值；

判断所述第二温差值是否大于所述温差阈值；

如果否，则利用所述第二温差值调节所述热电制冷器的电流大小和方向，将所述光源所处的所述第一目标温度调节至所述预设目标温度；

如果是，则利用所述第一目标温度和所述预设调节幅度再次设定目标温度，对所述光源所处的环境温度再次进行调节，并继续修改设定目标温度，直至所述光源所处的环境温度与所述预设目标温度的温度差小于所述温差阈值，将所述预设目标温度作为所述热电制冷器调节的最终温度。

优选的，还包括：

若所述第一温差值不大于所述温差阈值，则利用所述第一温差值调节热电制冷器的电流大小和方向，将所述当前环境温度调节至所述预设目标温度。

优选的，所述温差阈值为40度。

一种光源的启动系统，包括：

获取单元，用于获取热敏电阻检测的光源所处的当前环境温度；

第一计算单元，用于计算所述当前环境温度与预设目标温度的第一温差值；

第一判断单元，用于判断所述第一温差值是否大于温差阈值；

第一目标温度选取单元，用于在所述第一判断单元判断为是的情况下，将与所述当前环境温度相差预设调节幅度的温度作为第一目标温度，所述预设调节幅度小于所述温差阈值，所述第一目标温度位于所述当前环境温度和所述预设目标温度之间；

第一温度调节单元，用于利用所述预设调节幅度调节所述热电制冷器的电流大小和方向，将所述当前环境温度调节至所述第一目标温度；

第二计算单元，用于将所述第一目标温度作为当前环境温度，计算所述第一目标温度与所述预设目标温度的第二温差值；

第二判断单元，用于判断所述第二温差值是否大于所述温差阈值；

第二温度调节单元，用于在所述第二判断单元判断为否的情况下，利用所述第二温差值调节所述热电制冷器的电流大小和方向，将所述光源所处的所述第一目标温度调节至所述预设目标温度；

第三温度调节单元，用于在所述第二判断单元判断为是的情况下，利用所述第一目标温度和所述预设调节幅度再次设定目标温度，对所述光源所处的环境温度再次进行调节，并继续修改设定目标温度，直至所述光源所处的环境温度与所述预设目标温度的温度差小于所述温差阈值，将所述预设目标温度作为所述热电制冷器调节的最终温度。

优选的，还包括：

第四温度调节单元，用于在所述第一判断单元判断为否的情况下，利用所述第一温差值调节热电制冷器的电流大小和方向，将所述当前环境温度调节至所述预设目标温度。

优选的，所述温差阈值为40度。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种光源的启动方法及系统，将光源所处的环境温度与预设目标温度的大温差分解为多个小温差，并形成多个目标温度，在将光源所处的环境温度调节至上一个目标温度后，再光源所处的环境温度调节至下一个目标温度，也就是说，本发明采用逐次逼近预设目标温度的技术手段，最终将光源所处的环境温度调节至预设目标温度，因此，本发明可以有效避免因温控电流过大而导致热电制冷器出现电流过保护、震荡等的问题，从而减少了温度调节时间，实现了光源的快速启动，满足了光纤陀螺快速启动的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种光源的启动方法流程图；

图2为本发明实施例公开的一种光源的启动系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种光源的启动方法及系统，以实现对光源的快速启动，使光纤陀螺满足快速启动的要求。

调节光源所处的环境温度的具体过程为：

MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)将设定的目标温度和热敏电阻检测的光源所处的当前环境温度输出至差分电路，差分电路计算当前环境温度和目标温度的温差值，并将该温差值输出至功率放大电路，功率放大电路将接收到的温差值转换为对应的温控电流信号，并利用该温控电流信号调节热电制冷器的电流大小和方向，从而实现对电源所处环境的加热或制冷。

本发明设定了一个温差阈值，根据该温差阈值将被控温度分为低温段和非低温段两种情况。这样通过热敏电阻实时检测光源所处的环境温度，并利用该环境温度和目标温度得到需要调节的温差值，根据该温差值与温差阈值的比较结果，确定采用何种温控手段。

其中，低温段指的是温差值＞温差阈值的情况，此时采用本发明提供的逐次逼近目标温度的控制方式；

非低温段指的是温差值≤温差阈值的情况，此时采用传统的控制方式。

逐次逼近目标温度的控制过程具体如下：

参见图1，本发明实施例提供的一种光源的启动方法流程图，包括步骤：

步骤S11、获取热敏电阻检测的光源所处的当前环境温度；

热敏电阻作为温度传感器能够直接检测激光器管芯的温度，通常将该温度作为光源所处的环境温度。

步骤S12、计算所述当前环境温度与预设目标温度的第一温差值；

通常情况下，将预设目标温度设为25度。

步骤S13、判断所述第一温差值是否大于温差阈值，如果是，则执行步骤S14；

温差阈值的选择由电源内的半导体制冷片的性能决定。

步骤S14、将与所述当前环境温度相差预设调节幅度的温度作为第一目标温度；

其中，预设调节幅度小于所述温差阈值，预设调节幅度的具体数值依据实际需要而定。

所述第一目标温度位于所述当前环境温度和所述预设目标温度之间。

步骤S15、利用所述预设调节幅度调节所述热电制冷器的电流大小和方向，将所述当前环境温度调节至所述第一目标温度；

步骤S16、将所述第一目标温度作为当前环境温度，计算所述第一目标温度与所述预设目标温度的第二温差值；

步骤S17、判断所述第二温差值是否大于所述温差阈值，如果否，则执行步骤S18，否则，执行步骤S19；

步骤S18、利用所述第二温差值调节所述热电制冷器的电流大小和方向，将所述光源所处的所述第一目标温度调节至所述预设目标温度；

步骤S19、利用所述第一目标温度和所述预设调节幅度再次设定目标温度，对所述光源所处的环境温度再次进行调节，并继续修改设定目标温度，直至所述光源所处的环境温度与所述预设目标温度的温度差小于所述温差阈值，将所述预设目标温度作为所述热电制冷器调节的最终温度。

本发明为避免因温差值过大使温控电流过大而导致热电制冷器出现电流过保护、震荡等问题，设定了一个温差阈值，当电源所处环境温度与预设目标温度的温差值大于温差阈值时，将目标温度调整为与当前环境温度相差预设调节幅度的第一目标温度，利用预设调节幅度通过调节热电制冷器的电流大小和方向，将电源所处的环境温度调节至第一目标温度，完成第一次温度控制。若第一目标温度与预设目标温度的温差值仍大于温差阈值，则利用光源所处的环境温度和预设调节幅度继续修改设定目标温度，以继续进行温度控制，直至光源所处的环境温度与预设目标温度的温差值小于温差阈值，将预设目标温度作为热电制冷器调节的最终温度。

举例说明光源所处环境温度的具体调节过程：

假设光源所处的环境温度为-45度，温差阈值为40度，调节幅度为20度，预设目标温度为25度；

计算得到环境温度-45度与预设目标温度为25度的温差值70度，由于70度＞40度，因此，采用逐次逼近预设目标温度25度的调节手段。

由调节幅度20度和环境温度-45度得到第一目标温度-25度，MCU通过控制热电制冷器进行第一次温度控制，将电源所处的环境温度由-45度调节至-25度。

计算得到环境温度-25度与预设目标温度为25度的温差值50度，由于50度＞40度，因此将-25度作为当前环境温度，-5度作为第二目标温度，MCU通过控制热电制冷器进行第二次温度控制，将电源所处的环境温度由-25度调节至-5度。

计算的到环境温度-5度与预设目标温度为25度的温差值为30度，由于30度小于40度，因此将25度作为最终目标温度，即预设目标温度。MCU通过控制热电制冷器进行第三次温度控制，将电源所处的环境温度由-5度调节至25度。

可以看出，本发明将光源所处的环境温度与预设目标温度的大温差分解为多个小温差，并形成多个目标温度，在将光源所处的环境温度调节至上一个目标温度后，再光源所处的环境温度调节至下一个目标温度，也就是说，本发明采用逐次逼近预设目标温度的技术手段，最终将光源所处的环境温度调节至预设目标温度，因此，本发明可以有效避免因温控电流过大而导致热电制冷器出现电流过保护、震荡等的问题，从而减少了温度调节时间，实现了光源的快速启动，满足了光纤陀螺快速启动的要求。

本发明在原有电路的基础上，仅改变了MCU的控制算法，因此并没有增加硬件成本。

为进一步优化上述实施例，还包括步骤：

若所述第一温差值不大于所述温差阈值，则利用所述第一温差值调节热电制冷器的电流大小和方向，将所述当前环境温度调节至所述预设目标温度。

可以看出，当光源所处环境温度与预设目标温度的温差值大于温差阈值时，采用逐次逼近预设目标温度的控制方式，否则，采用传统的控制方式。

与上述方法实施例相对应，本发明还提供了一种光源的启动系统。

参见图2，本发明实施例提供的一种光源的启动系统的结构示意图，包括：

获取单元21，用于获取热敏电阻检测的光源所处的当前环境温度；

热敏电阻作为温度传感器能够直接检测激光器管芯的温度，通常将该温度作为光源所处的环境温度。

第一计算单元22，用于计算所述当前环境温度与预设目标温度的第一温差值；

通常情况下，将预设目标温度设为25度。

第一判断单元23，用于判断所述第一温差值是否大于温差阈值；

温差阈值的选择由电源内的半导体制冷片的性能决定。

第一目标温度选取单元24，用于在所述第一判断单元23判断为是的情况下，将与所述当前环境温度相差预设调节幅度的温度作为第一目标温度，所述预设调节幅度小于所述温差阈值，所述第一目标温度位于所述当前环境温度和所述预设目标温度之间；

第一温度调节单元24，用于利用所述预设调节幅度调节所述热电制冷器的电流大小和方向，将所述当前环境温度调节至所述第一目标温度；

第二计算单元25，用于将所述第一目标温度作为当前环境温度，计算所述第一目标温度与所述预设目标温度的第二温差值；

第二判断单元26，用于判断所述第二温差值是否大于所述温差阈值；

第二温度调节单元27，用于在所述第二判断单元26判断为否的情况下，利用所述第二温差值调节所述热电制冷器的电流大小和方向，将所述光源所处的所述第一目标温度调节至所述预设目标温度；

第三温度调节单元28，用于在所述第二判断单元26判断为是的情况下，利用所述第一目标温度和所述预设调节幅度再次设定目标温度，对所述光源所处的环境温度再次进行调节，并继续修改设定目标温度，直至所述光源所处的环境温度与所述预设目标温度的温度差小于所述温差阈值，将所述预设目标温度作为所述热电制冷器调节的最终温度。

本发明为避免因温差值过大使温控电流过大而导致热电制冷器出现电流过保护、震荡等问题，设定了一个温差阈值，当电源所处环境温度与预设目标温度的温差值大于温差阈值时，将目标温度调整为与当前环境温度相差预设调节幅度的第一目标温度，利用预设调节幅度通过调节热电制冷器的电流大小和方向，将电源所处的环境温度调节至第一目标温度，完成第一次温度控制。若第一目标温度与预设目标温度的温差值仍大于温差阈值，则利用光源所处的环境温度和预设调节幅度继续修改设定目标温度，以继续进行温度控制，直至光源所处的环境温度与预设目标温度的温差值小于温差阈值，将预设目标温度作为热电制冷器调节的最终温度。

可以看出，本发明将光源所处的环境温度与预设目标温度的大温差分解为多个小温差，并形成多个目标温度，在将光源所处的环境温度调节至上一个目标温度后，再光源所处的环境温度调节至下一个目标温度，也就是说，本发明采用逐次逼近预设目标温度的技术手段，最终将光源所处的环境温度调节至预设目标温度，因此，本发明可以有效避免因温控电流过大而导致热电制冷器出现电流过保护、震荡等的问题，从而减少了温度调节时间，实现了光源的快速启动，满足了光纤陀螺快速启动的要求。

本发明在原有电路的基础上，仅改变了MCU的控制算法，因此并没有增加硬件成本。

为进一步优化上述实施例，还包括：

第四温度调节单元，用于在所述第一判断单元23判断为否的情况下，利用所述第一温差值调节热电制冷器的电流大小和方向，将所述当前环境温度调节至所述预设目标温度。

可以看出，当光源所处环境温度与预设目标温度的温差值大于温差阈值时，采用逐次逼近预设目标温度的控制方式，否则，采用传统的控制方式。

需要说明的是，系统实施例中各组成部分的具体工作原理请参见对应的方法实施例部分，此处不再赘述。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种光源的启动方法，其特征在于，包括：

获取热敏电阻检测的光源所处的当前环境温度；

计算所述当前环境温度与预设目标温度的第一温差值；

判断所述第一温差值是否大于温差阈值；

如果是，则将与所述当前环境温度相差预设调节幅度的温度作为第一目标温度，所述预设调节幅度小于所述温差阈值，所述第一目标温度位于所述当前环境温度和所述预设目标温度之间；

利用所述预设调节幅度调节热电制冷器的电流大小和方向，将所述当前环境温度调节至所述第一目标温度；

将所述第一目标温度作为当前环境温度，计算所述第一目标温度与所述预设目标温度的第二温差值；

判断所述第二温差值是否大于所述温差阈值；

如果否，则利用所述第二温差值调节所述热电制冷器的电流大小和方向，将所述光源所处的所述第一目标温度调节至所述预设目标温度；

如果是，则利用所述第一目标温度和所述预设调节幅度再次设定目标温度，对所述光源所处的环境温度再次进行调节，并继续修改设定目标温度，直至所述光源所处的环境温度与所述预设目标温度的温度差小于所述温差阈值，将所述预设目标温度作为所述热电制冷器调节的最终温度。

2.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于，还包括：

若所述第一温差值不大于所述温差阈值，则利用所述第一温差值调节热电制冷器的电流大小和方向，将所述当前环境温度调节至所述预设目标温度。

3.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于，所述温差阈值为40度。

4.一种光源的启动系统，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取热敏电阻检测的光源所处的当前环境温度；

第一计算单元，用于计算所述当前环境温度与预设目标温度的第一温差值；

第一判断单元，用于判断所述第一温差值是否大于温差阈值；

第一目标温度选取单元，用于在所述第一判断单元判断为是的情况下，将与所述当前环境温度相差预设调节幅度的温度作为第一目标温度，所述预设调节幅度小于所述温差阈值，所述第一目标温度位于所述当前环境温度和所述预设目标温度之间；

第一温度调节单元，用于利用所述预设调节幅度调节热电制冷器的电流大小和方向，将所述当前环境温度调节至所述第一目标温度；

第二计算单元，用于将所述第一目标温度作为当前环境温度，计算所述第一目标温度与所述预设目标温度的第二温差值；

第二判断单元，用于判断所述第二温差值是否大于所述温差阈值；

第二温度调节单元，用于在所述第二判断单元判断为否的情况下，利用所述第二温差值调节所述热电制冷器的电流大小和方向，将所述光源所处的所述第一目标温度调节至所述预设目标温度；

第三温度调节单元，用于在所述第二判断单元判断为是的情况下，利用所述第一目标温度和所述预设调节幅度再次设定目标温度，对所述光源所处的环境温度再次进行调节，并继续修改设定目标温度，直至所述光源所处的环境温度与所述预设目标温度的温度差小于所述温差阈值，将所述预设目标温度作为所述热电制冷器调节的最终温度。

5.根据权利要求4所述的启动系统，其特征在于，还包括：

第四温度调节单元，用于在所述第一判断单元判断为否的情况下，利用所述第一温差值调节热电制冷器的电流大小和方向，将所述当前环境温度调节至所述预设目标温度。

6.根据权利要求4所述的启动系统，其特征在于，所述温差阈值为40度。