CN117589308A - 一种基于气体光谱吸收原理的红外机芯性能测定系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了应用于红外探测器技术领域的一种基于气体光谱吸收原理的红外机芯性能测定系统，在检测时，先将显温贴片贴附至待检测的红外机芯上，后控制环境温度升温，高清摄像头监控多个显温贴片上的显色虚线变化，显色虚线最先消失对应的红外机芯的散热效果最差，高温时工作的稳定性差；另外在环境升温过程中，当监控器上成像情况明显不合格时，可根据此时对应的环境温度，明确判断该红外机芯的性能以及最高的使用温度，使不符合最高温度要求的红外机芯同样能在合适的环境下使用，进而降低资源浪费，提高利用率，相较于现有技术的检测方式，可有效保证在高温环境下投入使用的红外机芯能稳定工作。
Description
技术领域
本申请涉及红外探测器技术领域，特别涉及一种基于气体光谱吸收原理的红外机芯性能测定系统。
背景技术
红外热像机芯，简称红外机芯，是一种长波非制冷焦平面的红外热像组件，红外机芯是用于红外成像的关键设备。在红外成像过程中，从无限远处发射的红外线进入红外机芯后，经过光学系统成像在焦平面探测器的焦平面上的感光元件，焦平面探测器将接受到的光信号转换为图像的电信号，以便由后续的监视系统形成图像。
在工业生产设计中，为了确保红外机芯的产品质量，需要在产品出厂前进行相关的生产质量测试。现有技术中的测试，仅仅是在室温下对其是否能成像情况进行检测，然而由于红外机芯工作环境的复杂，要求其在-30℃-80℃的环境下稳定工作，而其在工作时，自身温度一般需要保持在-10℃-50℃，尤其是在高温工作时，其自身的散热性能需要优异，否则容易出现过热导致难以稳定工作的情况发生。
因而亟需提供一种能对红外机芯在高温环境下进行性能测定的系统。
发明内容
本申请目的在于对红外机芯在不同温度下进行性能测定，有效保证在高温环境下投入使用的红外机芯能稳定工作，相比现有技术提供一种基于气体光谱吸收原理的红外机芯性能测定系统，包括控制终端、与控制终端信号连接的开关选择电路以及视频监控终端，开关选择电路上连接有多个待测定的红外机芯，每个红外机芯上均贴附有显温贴片，视频监控终端包括用于监控多个红外机芯在检测时成像的监控器以及用于对多个红外机芯上的显温贴片变化进行图像采集的多个高清摄像头，测定系统还包括用于环境模拟的温控组件以及多个备用的温度传感器；显温贴片包括粘贴在红外机芯表面的硬质底片以及卡接在硬质底片外表面的透明外罩，透明外罩内顶端固定连接有多对显色条，硬质底片上固定镶嵌有多个均匀分布的导温杆，多个导温杆分别与多对显色条相互对应，且导温杆位于对应的一对显色条中部下方，每对显色条均与对应的导温杆顶部连接。
在检测时，先将显温贴片贴附至待检测的红外机芯上，后控制环境温度升温，高清摄像头监控多个显温贴片上的显色虚线变化，显色虚线最先消失对应的红外机芯的散热效果最差，高温时工作的稳定性差；另外在环境升温过程中，当监控器上成像情况明显不合格时，可根据此时对应的环境温度，明确判断该红外机芯的性能以及最高的使用温度，使不符合最高温度要求的红外机芯同样能在合适的环境下使用，进而降低资源浪费，提高利用率，相较于现有技术的检测方式，可有效保证在高温环境下投入使用的红外机芯能稳定工作。
一种基于气体光谱吸收原理的红外机芯性能测定方法，包括以下步骤：
S1、首先将显温贴片贴附到红外机芯表面，然后将多个带有显温贴片的红外机芯连接到开关选择电路上，控制终端控制多个红外机芯工作，开始测试；
S2、监控器分别模拟多个红外机芯的成像情况，不符合成像标准的即性能测定不合格，将其剔除，停止检测；
S3、通过温控组件，不断对红外机芯测试的环境温度进行升温，升温最高温度为80℃，在升温过程中，高清摄像头监控多个显温贴片上的显色虚线变化，显色虚线最先消失的，说明在同样环境温度下，对应的红外机芯的散热效果最差，高温时工作的稳定性差，同时将备用的温度传感器连接至该红外机芯的表面，随着环境温度的升高监测其表面温度的变化，当监控器上成像情况明显不合格时，记录温度，同时停止检测；
S4、当环境温度达到80℃时，显温贴片上显色虚线仍然未完全消失，且监控器模拟的成像情况仍然符合标准的，说明该红外机芯散热良好，在高温下仍然能稳定工作，测定合格。
进一步的，显温贴片贴附到红外机芯表面之前，先进行预热处理1-2分钟，预热温度为50-55℃，在预热时，将显温贴片倒置，预热后再进行降温处理，降至室温后再进行步骤S1，通过预热有效保证导磁杆能与聚热球实心的上部接触，进而使其端部能与限位槽接触，进而使带色动球能被稳定的吸附在聚热球表面，进而有效保证在未达到既定温度时，带色动球不易从聚热球上脱落。
进一步的，透明外罩朝向外的表面涂覆有热反射涂层，使环境温度不易直接对透明外罩内的热熔胶层造成影响，且透明外罩正上方中部留白有连贯的透色段，导温杆和显色条位于透色段正下方，连续的透色段使从正上方看，能观察到由多个绳体组成的显色虚线。
进一步的，导温杆包括固定贯穿硬质底片的导热针以及固定连接在导热针顶部的聚热球，导热针和聚热球均为高导热材料制成，用于导热，将红外机芯表面的热量向显温贴片内传递，使聚热球表面粘附的带色动球能及时在温度作用下与聚热球分离。
进一步的，显色条包括固定连接在透明外罩内顶端的绳体以及固定连接在绳体底部的带色动球，带色动球与聚热球表面接触，且二者接触处浇注有热熔胶层，沿着同一方向，多个聚热球上的热熔胶层的热熔温度逐渐升高，使形成的显色虚线在逐渐消失时，沿着一定的方向依次消失，使高清摄像头拍摄的图像更加明显，易于判断，且多个热熔胶层的热熔温度为35-50℃，50℃是红外机芯稳定运行时的上限温度，当热熔胶层热熔使显色条与导温杆分离时，说明机芯表面的温度与其热熔温度相近，聚热球为实心结构。
进一步的，多个绳体表面均涂覆有同一色彩的有色涂层，使由多个绳体形成的显色虚线，更加明显，其发生变化后，更易被捕捉，且绳体的长度不大于透明外罩的高度，且不小于透明外罩高度的一半，使显色条与导温杆分离后，绳体在带色动球配重下，能自然下垂，不易因折叠弯曲对高清摄像头捕捉的显色虚线的变化图像造成影响。
可选的，聚热球为下部空心的结构，聚热球左右两端均设置有限位槽，限位槽与带色动球相互匹配，导热针顶部固定连接有延热杆，延热杆上端连接有导磁杆，导磁杆与聚热球上部实心部分接触，导磁杆左右两端分别与两个限位槽接触，且导磁杆两个端部均贴附有软磁条，带色动球为磁性结构，当带色动球嵌入限位槽内时，隔着限位槽，带色动球可以与端部的软磁条相互吸引，使带色动球被吸附限制在聚热球上。
进一步的，导磁杆包括固定连接在延热杆上端的隔板、固定连接在隔板左右两端的外包柔套以及放置在外包柔套内的配重球，外包柔套内还填充有与热熔胶层同材质的热熔填料，当温度达到热熔温度时，导磁杆软化，此时在配重球的配重下，逐渐与限位槽分离并向下弯折，此时带色动球失去吸附力与聚热球分离，使对应的显色虚线消失。
可选的，透明外罩朝向外的表面在涂覆热反射涂层时，留白的透色段设置为多个且不连贯，多个透色段分别与多个导温杆对应，绳体刚好正对透色段，使形成的显色虚线能被清洗看到，且对应的两个显色条与透明外罩的连接点位于透色段两侧，当显色条与导温杆分离后，绳体由水平变为竖直，可被热反射涂层完全遮挡绳体，使显色虚线消失的部分更加彻底，进而使高清摄像头捕捉到的显温贴片上显色虚线形成的图像更清晰精准。
相比于现有技术，本申请的优点在于：
在检测时，先将显温贴片贴附至待检测的红外机芯上，后控制环境温度升温，高清摄像头监控多个显温贴片上的显色虚线变化，显色虚线最先消失对应的红外机芯的散热效果最差，高温时工作的稳定性差；另外在环境升温过程中，当监控器上成像情况明显不合格时，可根据此时对应的环境温度，明确判断该红外机芯的性能以及最高的使用温度，使不符合最高温度要求的红外机芯同样能在合适的环境下使用，进而降低资源浪费，提高利用率，相较于现有技术的检测方式，可有效保证在高温环境下投入使用的红外机芯能稳定工作。
附图说明
图1为本申请主要的系统框图；
图2为本申请红外机芯表面贴附显温贴片时的示意图；
图3为本申请显温贴片截面的示意图；
图4为本申请显温贴片俯视的示意图；
图5为本申请显色条与导温杆连接时的示意图；
图6为本申请显色条与导温杆逐渐分离后显温贴片截面部分的示意图；
图7为本申请实施例2中显温虚线逐渐消失时的示意图；
图8为本申请实施例3中导温杆端部部分的示意图；
图9为本申请实施例3中导磁杆在高温下逐渐软化塌陷后的示意图；
图10为本申请实施例3中显温贴片在进行预热处理时的过程示意图。
图中标号说明：
1显温贴片、11硬质底片、12透明外罩、13透色段、3显色条、31绳体、32带色动球、4导温杆、41导热针、42聚热球、5热熔胶层、61延热杆、62导磁杆、621外包柔套、622隔板、623配重球。
具体实施方式
实施例将结合说明书附图，对本申请技术方案进行清楚、完整地描述，基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种基于气体光谱吸收原理的红外机芯性能测定系统，请参阅图1，包括控制终端、与控制终端信号连接的开关选择电路以及视频监控终端，开关选择电路上连接有多个待测定的红外机芯，每个红外机芯上均贴附有显温贴片1，视频监控终端包括用于监控多个红外机芯在检测时成像的监控器以及用于对多个红外机芯上的显温贴片1变化进行图像采集的多个高清摄像头，测定系统还包括用于环境模拟的温控组件以及多个备用的温度传感器。
另外，高清摄像头位于对应显温贴条的正上方，使捕捉的显色虚线的图像信息更加准确。
一种基于气体光谱吸收原理的红外机芯性能测定方法，包括以下步骤：
S1、如图2，图中a表示红外机芯，首先将显温贴片1贴附到红外机芯表面，然后将多个带有显温贴片1的红外机芯连接到开关选择电路上，控制终端控制多个红外机芯工作，开始测试；
S2、监控器分别模拟多个红外机芯的成像情况，不符合成像标准的即性能测定不合格，将其剔除，停止检测；
S3、通过温控组件，不断对红外机芯测试的环境温度进行升温，升温最高温度为80℃，在升温过程中，高清摄像头监控多个显温贴片1上的显色虚线变化，显色虚线最先消失的，说明在同样环境温度下，对应的红外机芯的散热效果最差，高温时工作的稳定性差，同时将备用的温度传感器连接至该红外机芯的表面，随着环境温度的升高监测其表面温度的变化，当监控器上成像情况明显不合格时，记录温度，同时停止检测；
S4、当环境温度达到80℃时，显温贴片1上显色虚线仍然未完全消失，且监控器模拟的成像情况仍然符合标准的，说明该红外机芯散热良好，在高温下仍然能稳定工作，测定合格。
请参阅图3，显温贴片1包括粘贴在红外机芯表面的硬质底片11以及卡接在硬质底片11外表面的透明外罩12，透明外罩12内顶端固定连接有多对显色条3，硬质底片11上固定镶嵌有多个均匀分布的导温杆4，多个导温杆4分别与多对显色条3相互对应，且导温杆4位于对应的一对显色条3中部下方，每对显色条3均与对应的导温杆4顶部连接。硬质底片11优选导热性低的材料，使导温杆4上传递的热量主要来自红外机芯海工作时产生的热量。
如图4，图中b表示热反射涂层，透明外罩12朝向外的表面涂覆有热反射涂层，使环境温度不易直接对透明外罩12内的热熔胶层5造成影响，且透明外罩12正上方中部留白有连贯的透色段13，导温杆4和显色条3位于透色段13正下方，连续的透色段13使从正上方看，能观察到由多个绳体31组成的显色虚线。
请参阅图5，导温杆4包括固定贯穿硬质底片11的导热针41以及固定连接在导热针41顶部的聚热球42，导热针41和聚热球42均为高导热材料制成，用于导热，将红外机芯表面的热量向显温贴片1内传递，使聚热球42表面粘附的带色动球32能及时在温度作用下与聚热球42分离，显色条3包括固定连接在透明外罩12内顶端的绳体31以及固定连接在绳体31底部的带色动球32，带色动球32与聚热球42表面接触，且二者接触处浇注有热熔胶层5，如图6，沿着同一方向，多个聚热球42上的热熔胶层5的热熔温度逐渐升高，使形成的显色虚线在逐渐消失时，沿着一定的方向依次消失，使高清摄像头拍摄的图像更加明显，易于判断，且多个热熔胶层5的热熔温度为35-50℃，50℃是红外机芯稳定运行时的上限温度，当热熔胶层5热熔使显色条3与导温杆4分离时，说明机芯表面的温度与其热熔温度相近，聚热球42为实心结构。
如图6，多个绳体31表面均涂覆有同一色彩的有色涂层，使由多个绳体31形成的显色虚线，更加明显，其发生变化后，更易被捕捉，且绳体31的长度不大于透明外罩12的高度，且不小于透明外罩12高度的一半，使显色条3与导温杆4分离后，绳体31在带色动球32配重下，能自然下垂，不易因折叠弯曲对高清摄像头捕捉的显色虚线的变化图像造成影响。
通过控温组件以及显温贴片1的同步配合设置，在检测时，先将显温贴片1贴附至待检测的红外机芯上，通过控温组件不断对测试的环境温度进行升温，在升温过程中，高清摄像头监控多个显温贴片1上的显色虚线变化，显色虚线最先消失的，说明在同样环境温度下，对应的红外机芯的散热效果最差，高温时工作的稳定性差，然后将备用的温度传感器连接至该红外机芯的表面，随着环境温度的升高监测其表面温度的变化，此操作主要用于确定该红外机芯的散热效果，当监控器上成像情况明显不合格时，可根据此时对应的环境温度，明确判断该红外机芯的性能以及最高的使用温度，使不符合最高温度要求的红外机芯同样能在合适的环境下使用，进而降低资源浪费，提高利用率，相较于现有技术的检测方式，可有效保证在高温环境下投入使用的红外机芯能稳定工作。
实施例2：
请参阅图7，透明外罩12朝向外的表面在涂覆热反射涂层时，留白的透色段13设置为多个且不连贯，多个透色段13分别与多个导温杆4对应，绳体31刚好正对透色段13，使形成的显色虚线能被清洗看到，且对应的两个显色条3与透明外罩12的连接点位于透色段13两侧，当显色条3与导温杆4分离后，绳体31由水平变为竖直，可被热反射涂层完全遮挡绳体31，使显色虚线消失的部分更加彻底，进而使高清摄像头捕捉到的显温贴片1上显色虚线形成的图像更清晰精准。
相较于实施例1，仅上述部分与实施例1不同，其余部分均与实施例1保持一致。
实施例3：
请参阅图8，聚热球42为下部空心的结构，聚热球42左右两端均设置有限位槽，限位槽与带色动球32相互匹配，导热针41顶部固定连接有延热杆61，延热杆61上端连接有导磁杆62，导磁杆62与聚热球42上部实心部分接触，导磁杆62左右两端分别与两个限位槽接触，且导磁杆62两个端部均贴附有软磁条，带色动球32为磁性结构，当带色动球32嵌入限位槽内时，隔着限位槽，带色动球32可以与6端部的软磁条相互吸引，使带色动球32被吸附限制在聚热球42上。
导磁杆62包括固定连接在延热杆61上端的隔板622、固定连接在隔板622左右两端的外包柔套621以及放置在外包柔套621内的配重球623，外包柔套621内还填充有与热熔胶层5同材质的热熔填料，如图9，当温度达到热熔温度时，导磁杆62软化，此时在配重球623的配重下，逐渐与限位槽分离并向下弯折，此时带色动球32失去吸附力与聚热球42分离，使对应的显色虚线消失。
沿着某一固定方向，多个导磁杆62内的热熔填料的热熔温度同样逐渐升高，且热熔温度为35-50℃。
住的注意的是，配重球623半径大于隔板622端面与延热杆61边缘之间的最大距离，有效保证配重球623不会在延热杆61上停留，使过热后，其能向外移动，配合导磁杆62的软化，使其向下弯曲。
在本实施例中，显温贴片1贴附到红外机芯表面之前，先进行预热处理1-2分钟，预热温度为50-55℃，在预热时，将显温贴片1倒置，预热后再进行降温处理，降至室温后再进行步骤S1，通过预热有效保证导磁杆62能与聚热球42实心的上部接触，进而使其端部能与限位槽接触，进而使带色动球32能被稳定的吸附在聚热球42表面，进而有效保证在未达到既定温度时，带色动球32不易从聚热球42上脱落。
本实施例仅绳体31与聚热球42的连接方式与实施例1或实施例2不同，其余部分与实施例1或实施例2保持一致。
以上所述，仅为本申请结合当前实际需求采用的最佳实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此。
Claims (10)
1.一种基于气体光谱吸收原理的红外机芯性能测定系统，包括控制终端、与控制终端信号连接的开关选择电路以及视频监控终端，所述开关选择电路上连接有多个待测定的红外机芯，其特征在于，每个所述红外机芯上均贴附有显温贴片（1），所述视频监控终端包括用于监控多个红外机芯在检测时成像的监控器以及用于对多个红外机芯上的显温贴片（1）变化进行图像采集的多个高清摄像头，所述测定系统还包括用于环境模拟的温控组件以及多个备用的温度传感器；
所述显温贴片（1）包括粘贴在红外机芯表面的硬质底片（11）以及卡接在硬质底片（11）外表面的透明外罩（12），所述透明外罩（12）内顶端固定连接有多对显色条（3），所述硬质底片（11）上固定镶嵌有多个均匀分布的导温杆（4），多个所述导温杆（4）分别与多对显色条（3）相互对应，且导温杆（4）位于对应的一对显色条（3）中部下方，每对所述显色条（3）均与对应的导温杆（4）顶部连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于气体光谱吸收原理的红外机芯性能测定系统，其特征在于，所述透明外罩（12）朝向外的表面涂覆有热反射涂层，且透明外罩（12）正上方中部留白有连贯的透色段（13），所述导温杆（4）和显色条（3）位于透色段（13）正下方。
3.根据权利要求2所述的一种基于气体光谱吸收原理的红外机芯性能测定系统，其特征在于，所述导温杆（4）包括固定贯穿硬质底片（11）的导热针（41）以及固定连接在导热针（41）顶部的聚热球（42），所述导热针（41）和聚热球（42）均为高导热材料制成。
4.根据权利要求3所述的一种基于气体光谱吸收原理的红外机芯性能测定系统，其特征在于，所述显色条（3）包括固定连接在透明外罩（12）内顶端的绳体（31）以及固定连接在绳体（31）底部的带色动球（32），所述带色动球（32）与聚热球（42）表面接触，且二者接触处浇注有热熔胶层（5），沿着同一方向，多个所述聚热球（42）上的热熔胶层（5）的热熔温度逐渐升高，且多个热熔胶层（5）的热熔温度为35-50℃，所述聚热球（42）为实心结构。
5.根据权利要求4所述的一种基于气体光谱吸收原理的红外机芯性能测定系统，其特征在于，多个所述绳体（31）表面均涂覆有同一色彩的有色涂层，且绳体（31）的长度不大于透明外罩（12）的高度，且不小于透明外罩（12）高度的一半。
6.根据权利要求3所述的一种基于气体光谱吸收原理的红外机芯性能测定系统，其特征在于，所述聚热球（42）为下部空心的结构，所述聚热球（42）左右两端均设置有限位槽，所述限位槽与带色动球（32）相互匹配，所述导热针（41）顶部固定连接有延热杆（61），所述延热杆（61）上端连接有导磁杆（62），所述导磁杆（62）与聚热球（42）上部实心部分接触，所述导磁杆（62）左右两端分别与两个限位槽接触，且导磁杆（62）两个端部均贴附有软磁条，所述带色动球（32）为磁性结构。
7.根据权利要求6所述的一种基于气体光谱吸收原理的红外机芯性能测定系统，其特征在于，所述导磁杆（62）包括固定连接在延热杆（61）上端的隔板（622）、固定连接在隔板（622）左右两端的外包柔套（621）以及放置在外包柔套（621）内的配重球（623），所述外包柔套（621）内还填充有与热熔胶层（5）同材质的热熔填料。
8.根据权利要求5所述的一种基于气体光谱吸收原理的红外机芯性能测定系统，其特征在于，所述透明外罩（12）朝向外的表面在涂覆热反射涂层时，留白的透色段（13）设置为多个且不连贯，多个透色段（13）分别与多个导温杆（4）对应，且对应的两个显色条（3）与透明外罩（12）的连接点位于透色段（13）两侧。
9.一种基于气体光谱吸收原理的红外机芯性能测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、首先将显温贴片（1）贴附到红外机芯表面，然后将多个带有显温贴片（1）的红外机芯连接到开关选择电路上，控制终端控制多个红外机芯工作，开始测试；
S2、监控器分别模拟多个红外机芯的成像情况，不符合成像标准的即性能测定不合格，将其剔除，停止检测；
S3、通过温控组件，不断对红外机芯测试的环境温度进行升温，升温最高温度为80℃，在升温过程中，高清摄像头监控多个显温贴片（1）上的显色虚线变化，显色虚线最先消失的，说明在同样环境温度下，对应的红外机芯的散热效果最差，高温时工作的稳定性差，同时将备用的温度传感器连接至该红外机芯的表面，随着环境温度的升高监测其表面温度的变化，当监控器上成像情况明显不合格时，记录温度，同时停止检测；
S4、当环境温度达到80℃时，显温贴片（1）上显色虚线仍然未完全消失，且监控器模拟的成像情况仍然符合标准的，说明该红外机芯散热良好，在高温下仍然能稳定工作，测定合格。
10.根据权利要求9所述的一种基于气体光谱吸收原理的红外机芯性能测定方法，其特征在于，所述显温贴片（1）贴附到红外机芯表面之前，先进行预热处理1-2分钟，预热温度为50-55℃，在预热时，将显温贴片（1）倒置，预热后再进行降温处理，降至室温后再进行步骤S1。
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