CN202795091U - 一种红外探测器的制冷控制电路模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种红外探测器的制冷控制电路模块，所述红外探测器的制冷控制电路模块包括电源驱动电路、温度采集和控制电路及温度比较和检测电路，所述电路模块有两种实施方案，即温度采集和控制电路与温度比较和检测电路，运用单片机处理和放大器处理相结合的方式。硬件方面采用低温漂运算放大器及外围电路构成反馈回路，软件采用单片机AD采集和DA控制及PID算法实现。所述电路模块结构简单、工作稳定；所述两种方案能够配合使用，控制准确，能够根据需要自行调整设定探测器管芯制冷温度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种红外探测器的制冷控制电路模块,特别涉及一种用于铁路轴温监测的红外探测器的制冷控制电路模块，属于电子制冷控制和铁路轴温监测技术领域。
背景技术
红外测温技术是一种非接触测量技术，一般的热敏电阻、热释电类探测器利用热积分效应测温，反应速度慢，不适应高速移动物体。用于高速列车轴温探测的光子探测器响应速度高，工作在中远红外波段。为了提高该波段光子探测器的探测效率，需要管芯工作在低温状态，制冷温度可达到零下60摄氏度，并且温度的高稳定性又是测温准确度的关键之一。
发明内容
有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种红外探测器的制冷控制电路模块，所述红外探测器的制冷控制电路模块工作稳定、控制准确、能够根据需要自行调整设定探测器管芯制冷温度。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种红外探测器的制冷控制电路模块，所述红外探测器的制冷控制电路模块包括电源驱动电路及温度采集和控制电路；其中， 由红外探测器中测得的温度信号经所述温度采集和控制电路通过PID算法转化为电流控制量传给所述电源驱动电路，由所述电源驱动电路输出制冷电流，进行调节红外探测器内部管芯温度；采集的温度通过LCD显示。
作为优选方案，所述红外探测器的制冷控制电路模块包括温度比较和检测电路，由红外探测器中测得的温度信号经所述温度比较和检测电路进行比例微分及积分调节，该调节后的信号传送给所述电源驱动电路，由所述电源驱动电路输出制冷电流，进行调节红外探测器内部管芯温度。
作为优选方案，所述温度比较和检测电路包括电压跟随电路、比例放大电路和积分调节电路；由红外探测器中测得的信号经所述电压跟随电路，输出至所述比例放大电路，所述比例放大电路对设定温度及红外探测器内部温度温差进行差动比例放大，所述积分调节电路则对比例放大的输入偏差进行调节。
作为优选方案，所述积分调节电路输出连接所述电源驱动电路和红外探测器。
作为优选方案，所述电源驱动电路包括集成制冷芯片。
作为优选方案，所述温度采集和控制电路为单片机控制，所述温度采集和控制电路包括AD采集通道和DAC输出模块，所述DAC输出模块连接所述电源驱动电路和LCD。
作为优选方案，所述AD采集通道有两路，第一路AD采集通道通过热敏电阻与所述红外探测器相连，第二路AD采集通道与所述集成制冷芯片相连。
作为优选方案，单片机AD与DA包括提供基准电压的LDO芯片。
作为优选方案，所述制冷控制电路模块包括供电的电源芯片。
作为优选方案，所述电源芯片与所述单片机的IO口连接。
本实用新型达到的技术效果如下：本实用新型红外探测器的制冷控制电路模块工作稳定、控制准确，能够根据需要自行调整设定探测器管芯制冷温度；本实用新型制冷控制电路模块配合低压直流电源可直接装在探头内部，更加适合集成化的多点数字式探头使用。而且，本实用新型电路结构简单，易于操作。
附图说明
图1是本实用新型红外探测器的制冷控制电路模块的构成框图；
图2是本实用新型红外探测器的制冷控制电路模块的硬件电路；
图3是本实用新型红外探测器的制冷控制电路模块的软件流程图。
具体实施方式
本实用新型红外探测器的制冷控制电路模块的原理为：
塞贝克效应：是指当有电流通过不同的导体组成的回路时,除产生不可逆的焦耳热外,在不同导体的接头处随着电流方向的不同会分别出现吸热、放热现象。而所述红外探测器的制冷控制电路模块能够对制冷模块进行直接电流控制，能够消除制冷模块中浪涌电流，可以实现无死区控制。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
如图1所示为本实用新型红外探测器的制冷控制电路模块的构成框图。本实用新型红外探测器的制冷控制电路模块包括半导体制冷器的电源驱动电路1、温度采集和控制电路2及温度比较和控制电路3。
所述电源驱动电路1包括集成制冷芯片。所述集成制冷芯片是一种高效率的开关驱动器采用直接电流控制，可以通过外部电路设置输出最大电流和最大电压，防止红外探测器内部制冷器过载。
所述温度采集和控制电路2是一个单片机系统，包括第一路AD采集通道4、第二路AD采集通道5及DAC输出模块6。
本实用新型红外探测器的制冷控制电路模块实现制冷控制有两种方案：温度采集与控制电路2和温度比较与检测电路3采用两种方案，运用单片机处理和放大器处理相结合的方式。硬件方面采用低温漂运算放大器及外围电路构成反馈回路，软件采用单片机AD采集和DA控制及PID算法实现。
一种方案：由红外探测器中测得的温度信号经所述温度采集和控制电路2通过PID算法转化为电流控制量传给所述电源驱动电路1，由所述电源驱动电路1输出制冷电流，进行调节红外探测器内部管芯温度；采集的温度通过LCD显示。
如图3所示，为本实用新型红外探测器的制冷控制电路模块的软件流程图，单片机通过采集热敏电阻分压获得探头温度，当设定完温度后，程序将设定温度t0与探头温度t1比较，经PID算法计算出Kp、Ki、Kd，在进行相应调节，通过一路DAC输出模块6控制电源驱动电路1的集成制冷芯片。
如图1所示，所述温度比较和控制电路3包括电压跟随电路7、比例放大电路8和积分调节电路9；由红外探测器中测得的信号经所述电压跟随电路7，输出至所述比例放大电路8，所述比例放大电路8对设定温度及红外探测器内部温度温差进行差动比例放大，所述积分调节电路9则对比例放大的输入偏差进行调节。所述积分调节电路9输出连接所述电源驱动电路和红外探测器。
另一方案：由红外探测器中测得的温度信号经所述温度比较和检测电路3进行比例微分及积分调节，该调节后的信号传送给所述电源驱动电路1，由所述电源驱动电路1输出制冷电流，进行调节红外探测器内部管芯温度。
所述两种方案软件和硬件配合使用，可以确保管芯工作在低温状态，提高光子探测器的探测效率。
如图2所示，本实用新型红外探测器的制冷控制电路模块的硬件电路，所述硬件电路包括电源驱动电路1、温度采集和控制电路2及温度比较和控制电路3。在图中电源驱动电路1所示的R8与VR1构成分压电路设置专用制冷电源芯片输出的最大电压（MAXV），R9和R10分压确定输出的最小制冷电流(MAXIN)。制冷电源芯片的电流控制输入引脚（CTLI）接受来自电路及单片机的输出，根据电压大小调节制冷电流的输出。制冷电源芯片的SHDN 工作停止控制引脚（低电平有效）通过单片机IO口可以控制制冷电源芯片以降低功耗。ITEC(13脚)为输出电流监控引脚连接至单片机ADC用来实时监控输出电流大小。OS1(15脚)输出制冷电流。在图中温度比较和控制电路3即单片机系统的接口图示中单片机负责第一路AD采集通道4、第二路AD采集通道5及DAC输出模块6，并将探头温度通过LCD实时显示。通过IO口控制制冷电源芯片工作或休眠。
单片机AD与DA基准电压由LDO芯片提供，能保证AD及DA精度进而提高控制的准确性。所述制冷控制电路模块由电源芯片供电，能够保证纹波小，输出稳定,可靠解决了红外探测器内部管芯温度恒定。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种红外探测器的制冷控制电路模块，其特征在于，所述红外探测器的制冷控制电路模块包括电源驱动电路及温度采集和控制电路；其中，
由红外探测器中测得的温度信号经所述温度采集和控制电路通过PID算法，转化为电流控制量传给所述电源驱动电路，由所述电源驱动电路输出制冷电流，进行调节红外探测器内部管芯温度；采集的温度通过LCD显示。
2.根据权利要求1所述的红外探测器的制冷控制电路模块，其特征在于，所述红外探测器的制冷控制电路模块包括温度比较和检测电路，由红外探测器中测得的温度信号经所述温度比较和检测电路进行比例微分及积分调节，该调节后的信号传送给所述电源驱动电路，由所述电源驱动电路输出制冷电流，进行调节红外探测器内部管芯温度。
3.根据权利要求2所述的红外探测器的制冷控制电路模块，其特征在于，所述温度比较和检测电路包括电压跟随电路、比例放大电路和积分调节电路；由红外探测器中测得的信号经所述电压跟随电路，输出至所述比例放大电路，所述比例放大电路对设定温度及红外探测器内部温度温差进行差动比例放大，所述积分调节电路则对比例放大的输入偏差进行调节。
4.根据权利要求3所述的红外探测器的制冷控制电路模块，其特征在于，所述积分调节电路输出连接所述电源驱动电路和红外探测器。
5.根据权利要求1所述的红外探测器的制冷控制电路模块，其特征在于，所述电源驱动电路包括集成制冷芯片。
6.根据权利要求1所述的红外探测器的制冷控制电路模块，其特征在于，所述温度采集和控制电路为单片机控制，所述温度采集和控制电路包括AD采集通道和DAC输出模块，所述DAC输出模块连接所述电源驱动电路和LCD。
7.根据权利要求6所述的红外探测器的制冷控制电路模块，其特征在于，所述AD采集通道有两路，第一路AD采集通道通过热敏电阻与所述红外探测器相连，第二路AD采集通道与所述集成制冷芯片相连。
8.根据权利要求6所述的红外探测器的制冷控制电路模块，其特征在于，单片机AD与DA包括提供基准电压的LDO芯片。
9.根据权利要求1所述的红外探测器的制冷控制电路模块，其特征在于，所述制冷控制电路模块包括供电的电源芯片。
10.根据权利要求8所述的红外探测器的制冷控制电路模块，其特征在于，所述电源芯片与所述单片机的IO口连接。
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Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| CN103941603A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-07-23 | 北京空间机电研究所 | 一种制冷型红外探测器安全加断电系统 |
| CN104049653A (zh) * | 2013-03-14 | 2014-09-17 | 深圳市海洋王照明工程有限公司 | 散热电路 |
| CN104932575A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-09-23 | 北京康拓红外技术股份有限公司 | 一种探头制冷控温装置及控温方法 |
| CN105045308A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-11-11 | 北京空间机电研究所 | 一种应用于空间环境的半导体制冷器闭环控制方法 |
| CN112953408A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-11 | 海南微氪生物科技股份有限公司 | 一种微生物荧光检测器用运算放大器的供电方法 |
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2852827B1 (en) | 2012-05-23 | 2023-09-20 | International Electronic Machines Corp. | Infrared-based vehicle component imaging and analysis |
| CN104049653A (zh) * | 2013-03-14 | 2014-09-17 | 深圳市海洋王照明工程有限公司 | 散热电路 |
| CN103941603A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-07-23 | 北京空间机电研究所 | 一种制冷型红外探测器安全加断电系统 |
| CN103941603B (zh) * | 2014-03-27 | 2016-06-01 | 北京空间机电研究所 | 一种制冷型红外探测器安全加断电系统 |
| CN104932575A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-09-23 | 北京康拓红外技术股份有限公司 | 一种探头制冷控温装置及控温方法 |
| CN105045308A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-11-11 | 北京空间机电研究所 | 一种应用于空间环境的半导体制冷器闭环控制方法 |
| CN112953408A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-11 | 海南微氪生物科技股份有限公司 | 一种微生物荧光检测器用运算放大器的供电方法 |
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