CN106124055B - 硒化铅红外探测器校准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及探测器领域，具体涉及硒化铅红外探测器校准方法。本方法通过多次采用高强光照射硒化铅红外探测器的焦平面，采集探测单元的饱和电阻Rs，计算其平均值记为第一校正参数C。多次将焦平面对准标准黑体，采集探测单元的黑暗电阻Rd，计算其平均值得到第二校正参数A，A为黑暗电阻平均值和第一校正参数的差。将光照强度为Sm的光照射焦平面，采集探测单元的电阻Rm，并计算第三校正参数B，B＝‑Log[(Rm–C)/A]/Sm。得到参数A、B、C，即可通过校正函数R＝A*Exp(‑B*S)+C对硒化铅红外探测器进行校正。该方法解决现阶段对硒化铅探测器进行校正过程中浪费大量的时间和金钱导致成本和材料增加的问题。

Description

硒化铅红外探测器校准方法
技术领域
本发明涉及探测器领域，具体而言，涉及硒化铅红外探测器校准方法。
背景技术
红外探测器是对火焰中波长较长的红外光辐射敏感的探测器，用于检测火焰或火灾的存在并可做出相应。由于分析输入的红外线的光谱特性、时间属性和空间属性，红外探测器硬件需要有一个以上红外线传感器。但是，红外传感器的均匀性问题一直是该技术应用领域内的一个难题，尤其是对于硒化铅红外传感器。
商业红硒化铅外探测器需要多个均匀性高的硒化铅红外传感器，以便能够对于生产制造的硒化铅红外探测器使用相同的算法。但是，实际情况制造相同的性能的硒化铅红外传感器的产量是非常低的，则硒化铅红外传感器会具有非均匀性。所以，在使用硒化铅红外探测器之前，需要对硒化铅探测器进行校正。应针对此问题，该行业目前的解决方案是参数值分类,然后尽可能选择性能接近的硒化铅探测器，但是参数值分类的过程中会浪费大量的时间和金钱导致成本和材料增加。
发明内容
本发明的目的在于提供硒化铅红外探测器校准方法，以解决现阶段对硒化铅探测器进行校正过程中浪费大量的时间和金钱导致成本和材料增加的问题。
本发明提供了一种硒化铅红外探测器校准方法，其包括：
步骤1：使用高强光照射硒化铅红外探测器的焦平面，采集硒化铅红外传感器的探测单元的饱和电阻Rs；
步骤2：将所述焦平面对准标准黑体，采集所述探测单元的黑暗电阻Rd；
步骤3：重复步骤1和步骤2，完成多次数据的采集，重复次数为8-10次；
步骤4：获取探测单元的第一校正参数C，C为饱和电阻的平均值；
步骤5：获取探测单元的第二校正参数A，A为所述黑暗电阻平均值和第一校正参数的差；
步骤6：使用光照强度为Sm的光照射所述焦平面，采集硒化铅红外传感器的探测单元的电阻Rm；
步骤7：计算探测单元的第三校正参数B：
B＝-Log[(Rm–C)/A]/Sm；
步骤8：通过公式R＝A*Exp(-B*S)+C对探测单元的电阻R进行校正后为。
在一些实施例中，优选为，所述步骤2中将所述焦平面通过光学系统与标准黑体对准，黑体辐射均匀照射在所述焦平面上，并充满硒化铅红外探测器的整个视场。将黑体辐射源的温度控制在某一预设温度定标点上。
还包括步骤9：根据所述步骤8中的校正结果得出校正后的图像。
所述校正方法中采用的光源均为红外光源。
本发明实施例提供的硒化铅红外探测器校准方法，与现有技术相比，先是通过多次采用高强光照射硒化铅红外探测器的焦平面，采集到硒化铅红外传感器的探测单元的饱和电阻Rs，计算出其平均值记为第一校正参数C。然后，多次将焦平面对准标准黑体，每次都要采集探测单元的黑暗电阻Rd，通过计算其平均值得到第二校正参数A，A为黑暗电阻平均值和第一校正参数的差。再者，使用光照强度为Sm的光照射所述焦平面，采集硒化铅红外传感器的探测单元的电阻Rm，并计算第三校正参数B，B＝-Log[(Rm–C)/A]/Sm。得到参数A、B、C之后，即可通过校正函数R＝A*Exp(-B*S)+C对需要校正的硒化铅红外探测器的探测单元进行校正。该方法通过上述步骤并借助于上述校正模型对硒化铅红外探测器的非均匀性进行校正，可通过硒化铅探测器的电阻计算出该探测器接收的光照强度，得知该探测器的性能，进而对该探测器不同传感器的非均匀性进行校正，从而解决了现阶段对硒化铅探测器进行校正过程中浪费大量的时间和金钱导致成本和材料增加的问题。
附图说明
图1为本发明一个实施例中硒化铅红外探测器校准方法步骤示意图；
图2为本发明一个实施例中校正前测量出的光照强度和电阻值的图表；
图3为本发明一个实施例中校正前与校正后光照强度和电阻之间关系曲线对照示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。
针对现阶段对硒化铅探测器进行校正过程中浪费大量的时间和金钱导致成本和材料增加的问题，本发明提出了一种硒化铅红外探测器校准方。如图1所示，其具体包括：
步骤1：使用高强光照射硒化铅红外探测器的焦平面，采集硒化铅红外传感器的探测单元的饱和电阻Rs；
步骤2：将焦平面通过光学系统与标准黑体对准，黑体辐射均匀照射在焦平面上，并充满硒化铅红外探测器的整个视场。将黑体辐射源的温度控制在预设温度定标点上，采集探测单元的黑暗电阻Rd；
步骤3：重复步骤1和步骤2，完成多次数据的采集，重复次数为8-10次；
步骤4：获取探测单元的第一校正参数C，C为饱和电阻的平均值；
步骤5：获取探测单元的第二校正参数A，A为黑暗电阻平均值和第一校正参数的差；
步骤6：使用光照强度为Sm的光照射焦平面，采集硒化铅红外传感器的探测单元的电阻Rm；
步骤7：计算探测单元的第三校正参数B：
B＝-Log[(Rm–C)/A]/Sm；
步骤8：通过公式R＝A*Exp(-B*S)+C对探测单元的电阻R进行校正后为。
步骤9：根据所述步骤8中的校正结果得出校正后的图像。
该校正方法中采用的光源均为红外光源。并且，在上述步骤6和步骤7中，也可以多次使用不同光照强度的光照射焦平面，并采集相应的电阻Rm，继而通过光照强度的平均值和所测电阻的平均值得到第三校正参数B。多次数据可保证计算出的参数更加具有代表性，使得该方法模型更加精确。
进而，在上述步骤的基础上，对于任何的环境光，硒化铅探测器的交流信号可由下面方程式得到：
dR/dS＝-A*B*Exp(-B*S)或dS＝dR/(-A*B*Exp(-B*S))，其中dR是的微电阻变动，dS是光微变动。
所以说，在使用该校正方法的时候，可通过硒化铅探测器的电阻计算出该探测器接收的光照强度，得知该探测器的性能，进而对该探测器不同传感器的非均匀性进行校正。
通过一个具体实例进行说明：光源放在硒化铅探测器(红外传感器)的前面的地方，慢慢增加灯光的强度，并记录灯光的每一次光照强度S和硒化铅探测器的相应的电阻R(欧姆)，具体数值如图2所示。在此实施例中，为精简计算，所有数值只进行一次采集即代表准确数值，不计算平均值。零灯光下电阻是Rd＝844，即在对准标准黑体的情况下，黑暗电阻为844欧姆。强光照射下，采集到的饱和电阻值为350欧姆，所以A＝(844-350)＝494，C＝350。从而通过公式计算B＝-Log[(620-350)/(844-350)]/9850＝0.000063927。则该探测器的校正函数模型为：R＝494*Exp(-0.000063927*S)+350。图3所示，曲线一为通过该校准方法模型计算出的该硒化铅红外探测器探测的光照强度和电阻之间的关系曲线，曲线二为试验过程中实际测量到的数值关系曲线，通过曲线一和曲线二的拟合度可以看出，该校正模型具有很高的精准性。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种硒化铅红外探测器校准方法，其特征在于，包括：
步骤1：使用高强光照射硒化铅红外探测器的焦平面，采集硒化铅红外传感器的探测单元的饱和电阻Rs；
步骤2：将所述焦平面对准标准黑体，采集所述探测单元的黑暗电阻Rd；
步骤3：重复步骤1和步骤2，完成多次数据的采集，重复次数为8-10次；
步骤4：获取探测单元的第一校正参数C，C为饱和电阻的平均值；
步骤5：获取探测单元的第二校正参数A，A为所述黑暗电阻平均值和第一校正参数的差；
步骤6：使用光照强度为Sm的光照射所述焦平面，采集硒化铅红外传感器的探测单元的电阻Rm；
步骤7：计算探测单元的第三校正参数B：
B＝-Log[(Rm–C)/A]/Sm；
步骤8：通过公式R＝A*Exp(-B*S)+C对探测单元的电阻R进行校正，S为光照强度。
2.如权利要求1所述的硒化铅红外探测器校准方法，其特征在于，所述步骤2中将所述焦平面通过光学系统与标准黑体对准，黑体辐射均匀照射在所述焦平面上，并充满硒化铅红外探测器的整个视场。
3.如权利要求2所述的硒化铅红外探测器校准方法，其特征在于，将黑体辐射源的温度控制在预设温度定标点上。
4.如权利要求1所述的硒化铅红外探测器校准方法，其特征在于，所述步骤8之后，所述方法还包括：
步骤9：根据所述步骤8中的校正结果得出校正后的图像。
5.如权利要求1-4任一项所述的硒化铅红外探测器校准方法，其特征在于，所述校正方法中采用的光源均为红外光源。
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