高速高溫紅外光子溫度探測器制造技術

高速高溫紅外光子溫度探測器，屬于探測器領域，本實用新型專利技術為解決現有溫度探測器無沒實現200℃以上高溫的精確探測的問題。本實用新型專利技術具有封裝鋁殼，封裝鋁殼內設置有視場熱源聚集光學系統、HgCdTe光子元件、信號一級放大電路、信號二級放大電路、信號與校準電壓疊加電路、漂移抑制電路和三級制冷恒溫控制電路，視場熱源聚集光學系統將掃描區經過的高速運動物體的溫度量聚集到HgCdTe光子元件上，HgCdTe光子元件的電信號經過三級放大輸出0-10V探測信號，漂移抑制電路的抑制反饋信號輸出端與信號二級放大電路的抑制反饋信號控制端相連；三級制冷恒溫控制電路的制冷信號輸出端與HgCdTe光子元件的制冷信號控制端相連。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及高速高溫紅外光子溫度探測器，屬于探測器領域。
技術介紹
溫度探測器大體有兩種:一種是低速熱敏式紅外溫度探測器，另外一種是外掛熱靶輔組式紅外光子溫度探測器，它們均應用于鐵路車輛軸溫探測，第一種探測器只能運用于低速運行的車輛中，并且，溫度漂移嚴重；第二種雖然能適應高速車輛，但其本身不能對被探測物體的溫度進行量化，借助于外掛熱靶來完成，這種探測器不可進行高溫探測，最大適應溫度在150°C以內，不能對類似鐵路車輛的熱輪溫度或其它溫度較高(200°C以上)進行精確探測。
技術實現思路
本技術目的是為了解決現有溫度探測器無沒實現200°C以上高溫的精確探測的問題，提供了一種高速高溫紅外光子溫度探測器。本技術所述高速高溫紅外光子溫度探測器，它具有封裝鋁殼，封裝鋁殼上安裝用于信號傳送與交換的電纜，封裝鋁殼內設置有視場熱源聚集光學系統、HgCdTe光子元件、信號一級放大電路、信號二級放大電路、信號與校準電壓疊加電路、漂移抑制電路和三級制冷恒溫控制電路，視場熱源聚集光學系統將掃描區經過的高速運動的物體的溫度量聚集到HgCdTe光子兀件上，HgCdTe光子兀件的電信號輸出端與信號一級放大電路的輸入端相連,信號一級放大電路的輸出端與信號二級放大電路的輸入端相連，信號二級放大電路的輸出端與信號與校準電壓疊加電路的輸入端相連；漂移抑制電路的抑制反饋信號輸出端與信號二級放大電路的抑制反饋信號控制端相連；二級制冷恒溫控制電路的制冷彳目號輸出纟而與HgCMTe光子兀件的制冷彳目號控制立而相連。本技術的優點:本技術所述高速高溫紅外光子溫度探測器與現有探測器的最大區別就是該專利技術適應高速(< 380km/h)移動的物體，可探測高溫，具有自行溫度量化，無需外掛熱靶等輔助溫度量化設備。本技術所述高速高溫紅外光子溫度探測器降低了系統的復雜性，減少了輔助系統，降低故障率，輸出準確性與靈敏度大大提高，能量損耗減少45%，而穩定性大大增加，由于該探測器的復雜性降低，在操作、使用、控制等方面將更加簡單，同時也減少了因誤操作帶來的其它故障。附圖說明圖1是本技術所述高速高溫紅外光子溫度探測器的原理框圖。具體實施方式具體實施方式一:下面結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述高速高溫紅外光子溫度探測器，它具有封裝鋁殼，封裝鋁殼上安裝用于信號傳送與交換的電纜，封裝鋁殼內設置有視場熱源聚集光學系統UHgCdTe光子元件2、信號一級放大電路3、信號二級放大電路4、信號與校準電壓疊加電路5、漂移抑制電路6和三級制冷恒溫控制電路7，視場熱源聚集光學系統I將掃描區經過的高速運動的物體的溫度量聚集到HgCdTe光子兀件2上,HgCdTe光子兀件2的電信號輸出端與信號一級放大電路3的輸入端相連，信號一級放大電路3的輸出端與信號二級放大電路4的輸入端相連，信號二級放大電路4的輸出端與信號與校準電壓疊加電路5的輸入端相連；漂移抑制電路6的抑制反饋信號輸出端與信號二級放大電路4的抑制反饋信號控制端相連；三級制冷恒溫控制電路7的制冷信號輸出端與HgCdTe光子元件2的制冷信號控制端相連。本實施方式采用HgCdTe (碲鎘汞)作為核心光敏材料，三級制冷真空充氮封裝，響應速度2微妙以下，對最高500°C以下的發熱高速(< 380km/h)運動的物體進行精確探測。本實施方式所述高速高溫紅外光子溫度探測器是一種非接觸式的溫度探測器，當發熱物體在該系統的掃描區域內通過時，視場熱源聚集光學系統I將掃描區經過的高速運動的物體的溫度進行聚焦，焦點正好落在HgCdTe光子元件2上，探測器的光敏感器件HgCdTe光子兀件2產生一定的熱效應,將光信號轉換成電信號，該電信號通過后期處理輸出0-10V探測信號給采集系統，從而輸出被探測的高速運動物體的溫度值。具體實施方式二:本實施方式對實施方式一作進一步說明，視場熱源聚集光學系統I采用凸透鏡來實現。紅外線打在凸透鏡上，形成掃描區，當高速運動的物體經過該掃描區，凸透鏡將光熱能量聚焦到HgCdTe光子元件2上。具體實施方式三:本實施方式對實施方式一作進一步說明，信號一級放大電路3采用以AD620高精度運算放大器為核心的電路來實現。AD620高精度運算放大器功能，是將HgCdTe光子元件2輸出的模擬電信號進行第一級放大。具體實施方式四:本實施方式對實施方式一作進一步說明，信號二級放大電路4采用以0P07運算放大器為核心的電路來實現。0P07運算放大器對信號一級放大電路3輸出的放大的數字信號進行第二級放大。具體實施方式五:本實施方式對實施方式一作進一步說明，信號與校準電壓疊加電路5采用以0P07運算放大器為核心的對數放大電路來實現。信號二級放大電路4被漂移抑制電路6輸出的抑制反饋信號進行漂移抑制后輸出給信號與校準電壓疊加電路5，進行最后的放大，并輸出0-10V探測信號給采集系統，從而輸出被探測的高速運動物體的溫度值。具體實施方式六:本實施方式對實施方式一作進一步說明，漂移抑制電路6包括環溫檢測電路6-1、校準電壓生成電路6-2和漂移檢測與抑制電路6-3，環溫檢測電路6-1的環境溫度信號輸出端與校準電壓生成電路6-2的輸入端相連，校準電壓生成電路6-2的電壓信號輸出端與漂移檢測與抑制電路6-3的輸入端相連，漂移檢測與抑制電路6-3的抑制反饋信號輸出端與信號二級放大電路4的抑制反饋信號控制端相連。前述的電路會存在溫度漂移問題，因此，使用本實施方式所述的漂移抑制電路6來抑制漂移。具體實施方式七:本實施方式對實施方式一作進一步說明，漂移檢測與抑制電路6-3采用0PA129運算放大器為核心的電路來實現。具體實施方式八:本實施方式對實施方式一作進一步說明，三級制冷恒溫控制電路7包括整流電路7-1、恒溫控制電路7-2、元溫反饋與制冷電流控制電路7-3和元件溫度控制電路7-4，整流電路7-1將交流電源整流輸出制冷直流電源，整流電路7-1的直流電源輸出端與恒溫控制電路7-2的輸入端相連，恒溫控制電路7-2的輸出端與元溫反饋與制冷電流控制電路7-3的輸入端相連，元溫反饋與制冷電流控制電路7-3的輸出端與元件溫度控制電路7-4的輸入端相連，元件溫度控制電路7-4的制冷信號輸出端與HgCdTe光子元件2的制冷信號控制端相連。本實施方式進行了三級制冷控制:恒溫控制電路7-2、元溫反饋與制冷電流控制電路7-3和元件溫度控制電路7-4，完成光子元件的三級制冷控制與恒定溫度。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
高速高溫紅外光子溫度探測器，它具有封裝鋁殼，封裝鋁殼上安裝用于信號傳送與交換的電纜，其特征在于，封裝鋁殼內設置有視場熱源聚集光學系統（1）、HgCdTe光子元件（2）、信號一級放大電路（3）、信號二級放大電路（4）、信號與校準電壓疊加電路（5）、漂移抑制電路（6）和三級制冷恒溫控制電路（7），視場熱源聚集光學系統（1）將掃描區經過的高速運動的物體的溫度量聚集到HgCdTe光子元件（2）上，HgCdTe光子元件（2）的電信號輸出端與信號一級放大電路（3）的輸入端相連，信號一級放大電路（3）的輸出端與信號二級放大電路（4）的輸入端相連，信號二級放大電路（4）的輸出端與信號與校準電壓疊加電路（5）的輸入端相連；漂移抑制電路（6）的抑制反饋信號輸出端與信號二級放大電路（4）的抑制反饋信號控制端相連；三級制冷恒溫控制電路（7）的制冷信號輸出端與HgCdTe光子元件（2）的制冷信號控制端相連。

【技術特征摘要】
1.高速高溫紅外光子溫度探測器，它具有封裝鋁殼，封裝鋁殼上安裝用于信號傳送與交換的電纜，其特征在于，封裝鋁殼內設置有視場熱源聚集光學系統(I)、HgCdTe光子元件(2)、信號一級放大電路(3)、信號二級放大電路(4)、信號與校準電壓疊加電路(5)、漂移抑制電路(6 )和三級制冷恒溫控制電路(7 )， 視場熱源聚集光學系統(I)將掃描區經過的高速運動的物體的溫度量聚集到HgCdTe光子兀件(2)上，HgCdTe光子兀件(2)的電信號輸出端與信號一級放大電路(3)的輸入端相連，信號一級放大電路(3)的輸出端與信號二級放大電路(4)的輸入端相連，信號二級放大電路(4)的輸出端與信號與校準電壓疊加電路(5)的輸入端相連； 漂移抑制電路(6)的抑制反饋信號輸出端與信號二級放大電路(4)的抑制反饋信號控制端相連； 三級制冷恒溫控制電路(7)的制冷信號輸出端與HgCdTe光子元件(2)的制冷信號控制端相連。2.根據權利要求1所述高速高溫紅外光子溫度探測器，其特征在于，視場熱源聚集光學系統(I)采用凸透鏡來實現。3.根據權利要求1所述高速高溫紅外光子溫度探測器，其特征在于，信號一級放大電路(3)采用以AD620高精度運算放大器為核心的電路來實現。4.根據權利要求1所述高速高溫紅外光子溫度探測器，其特征在于，信號二級放大電路(4)采用以0P07運算放大器為核心的電路來實現。5.根據權利要求1所述高速高溫紅外光子溫度探測器，其特征在于，信...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周振林，張智，
申請(專利權)人：周振林，
類型：新型
國別省市：黑龍江;23