CN207095715U - 一种一体化单元热释电探测器参数测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体化单元热释电探测器参数测试系统，包括辐射屏蔽室、标准辐射源、主控机以及数据采集及分析模块，数据采集及分析模块设置在主控机上，主控机与数据采集及分析模块通过信号线连接；标准辐射源与辐射屏蔽室之间设有信号调制器；辐射屏蔽室内设有电磁屏蔽腔，电磁屏蔽腔内设有夹具，辐射屏蔽室的外部设有准直器；辐射屏蔽室的内部设有数据采集与控制模块，数据采集与控制模块与主控机连接。本实用新型方便对热释电探测器进行测试，测试结果可靠性好，测试效率高。

Description

一种一体化单元热释电探测器参数测试系统

技术领域

本实用新型涉及一种测试系统，特别涉及一种一体化单元热释电探测器参数测试系统。

背景技术

热释电红外传感器是基于热电效应原理的热电型红外传感器，其内部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合虑光镜片窗口组成，其极化随温度的变化而变化。热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片，并在它的两面镀上金属电极，然后加电对其进行极化，这样便制成了热释电探测元。由于其本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小、隐蔽性好、价格低廉，所以热释电红外探测器已经广泛地用于辐射和非接触式温度测量、红外光谱测量、激光参数测量、工业自动控制、空间技术、红外摄像中。因为其制作成本低，且性能优良，所以具有非常广泛的应用。因此，不管是研制、生产和使用单位，对于热释电探测器性能参数的可靠测量就显得尤其重要。但是热释电探测器的以下缺点，使得热释电探测器的参数测试成为一个难题，主要体现在：1、容易受各种热源、光源干扰；2、被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收；3、易受射频辐射的干扰；4、环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。

常温下工作的热释电探测器所响应的波段范围为1.3μm～20μm，而周围热辐射噪声的波段也大处于这一个波段范围，因此要准确的测定热释电探测器参数就需要严苛的试验条件。现有的热释电探测器的技术缺点：1、成本高，要实现准确的测试，往往需要配备高成本的专业光学屏蔽室；2、噪声干扰大，在没有屏蔽室的条件下测试，周围热辐射和电磁干扰噪声过大，影响参数的准确测试；3、集成化程度低，因为要测试热释电探测器的相关参数，目前大部分测试方法为临时搭建测量系统，而人为搭建复杂的测试系统，会导致操作复杂，且测量效率低；4、不确定度变量因素多，使用离散搭建的系统平台引入了更多的不确定度。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种方便对热释电探测器进行测试，测试结果可靠性好，测试效率高的一体化单元热释电探测器参数测试系统。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

如图所示，一种一体化单元热释电探测器参数测试系统，包括辐射屏蔽室、标准辐射源、主控机以及数据采集及分析模块，数据采集及分析模块设置在主控机上，主控机与数据采集及分析模块通过信号线连接；标准辐射源与辐射屏蔽室之间设有信号调制器；辐射屏蔽室内设有电磁屏蔽腔，电磁屏蔽腔内设有夹具，辐射屏蔽室的外部设有准直器；辐射屏蔽室的内部设有数据采集与控制模块，数据采集与控制模块与主控机连接。

进一步地，所述电磁屏蔽腔安装在高度调节架上，高度调节架安装在辐射屏蔽室的内底部。

进一步地，所述辐射屏蔽室的内底部上设有导轨，高度调节架安装在导轨上。

进一步地，所述辐射屏蔽室的内顶部设有温度控制模块；电磁屏蔽腔的外部安装有温度传感器，温度传感器与温度控制模块连接。

进一步地，所述数据采集与控制模块与主控机通过导线连接。

进一步地，所述标准辐射源为红外光源或黑体辐射源。

进一步地，所述辐射屏蔽室、标准辐射源以及信号调制器安装在底座上。

采用上述技术方案的一体化单元热释电探测器参数测试系统，标准辐射源可以根据使用需求选用红外光源或黑体辐射源；信号调制器用于将连续的标准辐射源发出的信号调制为具有一定频率的周期辐射源；准直器发出的准直光阑的长度可以根据标准辐射源的距离要求进行长度调整，夹具用于固定待测的热释电探测器，对于更换探测器只需要将对应的夹具安装到底座上即可，同时可将待测的探测器的电参数信号传输给数据分析模块，大大增强了通用性；电磁屏蔽腔屏蔽热释电探测器外界的电磁干扰以及辐射屏蔽室内部的热辐射噪声，电磁屏蔽腔安装有温度传感器，通过温度控制模块控制温度传感器，可以检测和控制电磁屏蔽腔的温度变化来监测整个测量系统处于一个稳定的测试状态；数据采集与控制模块一方面将采集到的待测试的热释电探测器的输出信号传输给数据采集及分析模块，用于数据的采集和分析；解决热释电探测器参数测试构成中由于系统搭建导致的高成本问题，利用低成本三屏蔽腔装置与集成化的参数测试模块，不需要专业的热屏蔽和电磁屏蔽室，只需要简单的低成本三屏蔽腔结构就可以完成对外部热辐射和电磁干扰的屏蔽；解决系统搭建过程中过多的引入噪声和不确定性因子，设计了针对性的热屏蔽和电磁屏蔽装置设计，更有效的屏蔽外部热和电磁噪声，大大降低低噪声干扰和不确定度的引入，使得测试结果更可靠；高集成度、高效率：解决每次测试过程的离散搭建问题，利用一体化的三屏蔽腔结构设计，集成化的测试环境，一键软件参数测试功能，提高了热释电探测器参数测试效率。

附图说明

图1为本实用新型一体化单元热释电探测器参数测试系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种一体化单元热释电探测器参数测试系统，包括辐射屏蔽室1、标准辐射源2、主控机3以及数据采集及分析模块4，数据采集及分析模块4设置在主控机3上，主控机3与数据采集及分析模块4通过信号线连接；标准辐射源2与辐射屏蔽室1之间设有信号调制器5；辐射屏蔽室1内设有电磁屏蔽腔6，电磁屏蔽腔6内设有夹具7，辐射屏蔽室1的外部设有准直器8；辐射屏蔽室1的内部设有数据采集与控制模块12，数据采集与控制模块12与主控机3连接；电磁屏蔽腔6安装在高度调节架11上，高度调节架11安装在辐射屏蔽室1的内底部；辐射屏蔽室1的内底部上设有导轨10，高度调节架11安装在导轨10上；辐射屏蔽室1的内顶部设有温度控制模块9；电磁屏蔽腔6的外部安装有温度传感器，温度传感器与温度控制模块9连接；数据采集与控制模块12与主控机3通过导线14连接；标准辐射源2为红外光源或黑体辐射源；辐射屏蔽室1、标准辐射源2以及信号调制器5安装在底座13上。

本实用新型一体化单元热释电探测器参数测试系统，标准辐射源2可以根据使用需求选用红外光源或黑体辐射源；信号调制器5用于将连续的标准辐射源2发出的信号调制为具有一定频率的周期辐射源；准直器8发出的准直光阑的长度可以根据标准辐射源的距离要求进行长度调整，主要实现对非标准辐射源输入热辐射的屏蔽，如周围测试人员的走动、电源等热辐射源的干扰；夹具7用于固定待测的热释电探测器，对于更换探测器只需要将对应的夹具安装到底座上即可，同时可将待测的探测器的电参数信号通过内部导线和数据采集与控制模块传输给数据分析模块，大大增强了通用性；电磁屏蔽腔6屏蔽热释电探测器外界的电磁干扰以及辐射屏蔽室1内部的热辐射噪声，电磁屏蔽腔6安装有温度传感器，通过温度控制模块9控制温度传感器，可以检测和控制电磁屏蔽腔6的温度变化来监测整个测量系统处于一个稳定的测试状态；底座13用于整个装置的安装平台，导轨10为电控导轨，电控导轨可以实现夹具7上的待测热释电探测器与准直器8距离的实时微调，已提供更准确的测量条件；辐射屏蔽室1作为外界热辐射燥声、电磁干扰噪声及灰尘屏蔽的最外层防护屏蔽，同时辐射屏蔽室1内部要做发黑处理，减小对内部辐射的散射；数据采集与控制模块12一方面将采集到的待测试的热释电探测器的输出信号传输给数据采集及分析模块4，用于数据的采集和分析；数据采集与控制模块12作为温度控制和电控导轨的指令输入端完成对温度和电控导轨位置的实时控制；数据采集及分析模块4通过FPGA实现温度和导轨位置的实时控制；导线14用于测试装置中电信号的传输；主控机3内的CPU接收数据采集与控制模块12传来的数据后，通过热释电探测器参数分析算法完成数据分析，并能实时显示被测试的结果；通过主控机3的专业热释电探测器参数测试软件进行实时测试，测试软件装载在主控机3的CPU中，通过数据分析完成对待测试热释电探测器的检测；通过理论计算公式获取最终的数据计算结果；可以完成热释电探测器参数的一体化高效测试。

本实用新型一体化单元热释电探测器参数测试系统，提出了一种基于三屏蔽腔的一体化单元热释电探测器参数测试系统，进行不同热释电参数测试时，只需要直接更换探测器夹具上的待测试探测器，并利用温控和位置控制模块设置好测量条件，将三屏蔽腔装置作为整体模块，直接接入待测试测量系统，就可迅速完成系统的搭建，增强屏蔽装置的应用性；热释电探测器的测试装置搭建好后，通过启动主控软件上的参数测试按键，就可以完成热释电探测器的不同参数测试，实现参数一键测试的功能；测试装置及方法集成化、高效率，将原本分散的系统进行集成化设计，提高了热释电探测器的参数测试效率，在测试同样指标参数下，利用本装置是现有技术方案效率的3～4倍；测量结果高可靠性：利用集成式装置设计进行专业化、一体化集成，减小了各种系统引入的测量不确定性；测试装置智能化：温度控制、电控导轨控制、一键参数测试及显示功能，使得本系统测量条件调整更灵活，环境适应性更强；低成本：一方面无需专业的高成本屏蔽室，另一方面无需搭建高成本复杂系统，只需利用本装置描述的以上相关技术，就可实现热释电探测器的低成本一体化参数测试。

本实用新型一体化单元热释电探测器参数测试系统，使用该集成化的专业测量装置，可以在低成本下快速、简便、可靠的完成热释电探测器参数的准确测试；在结合一体化热释电探测器参数检测技术；外光路屏蔽腔设计技术；电磁屏蔽腔设计技术；内光路屏蔽腔设计技术；温度闭环保持技术；数据采集分析技术实现了以下目标：提高测试方法集成度：区别于现有搭建系统，利用本方案技术实现一种高集成度热释电探测器参数测试屏蔽装置；提高高效率，实现快速测量：区别于现有搭建系统，实现了对热释电探测器指标参数的一体化、一键化快速测量，在测试同样指标参数下，利用本装置是现有技术方案效率的3～4倍；降低成本：不需要专业的大型屏蔽室，而且区别于现有搭建系统，利用本方案技术实现集成装置的研制，大大降低了成本；提高测量结果的可靠性：区别于现有搭建系统，利用本方案技术实现集成装置的研制，避免多系统下的测试的不确定度引入。

Claims (7)

1.一种一体化单元热释电探测器参数测试系统，包括辐射屏蔽室、标准辐射源、主控机以及数据采集及分析模块，数据采集及分析模块设置在主控机上，主控机与数据采集及分析模块通过信号线连接；其特征在于：标准辐射源与辐射屏蔽室之间设有信号调制器；辐射屏蔽室内设有电磁屏蔽腔，电磁屏蔽腔内设有夹具，辐射屏蔽室的外部设有准直器；辐射屏蔽室的内部设有数据采集与控制模块，数据采集与控制模块与主控机连接。

2.根据权利要求1所述的一体化单元热释电探测器参数测试系统，其特征在于：所述电磁屏蔽腔安装在高度调节架上，高度调节架安装在辐射屏蔽室的内底部。

3.根据权利要求2所述的一体化单元热释电探测器参数测试系统，其特征在于：所述辐射屏蔽室的内底部上设有导轨，高度调节架安装在导轨上。

4.根据权利要求1所述的一体化单元热释电探测器参数测试系统，其特征在于：所述辐射屏蔽室的内顶部设有温度控制模块；电磁屏蔽腔的外部安装有温度传感器，温度传感器与温度控制模块连接。

5.根据权利要求1所述的一体化单元热释电探测器参数测试系统，其特征在于：所述数据采集与控制模块与主控机通过导线连接。

6.根据权利要求1所述的一体化单元热释电探测器参数测试系统，其特征在于：所述标准辐射源为红外光源或黑体辐射源。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一体化单元热释电探测器参数测试系统，其特征在于：所述辐射屏蔽室、标准辐射源以及信号调制器安装在底座上。