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专利名称：一种红外探测器实时测温方法
技术领域：
本发明涉及一种红外探测器实时测温方法，属于红外探测器工程应用技术领域。
背景技术：
红外探测器工作时，必须进行制冷，只有达到要求的温度后，才能对探测器加电开始工作，否则不仅影响成像质量，而且还会对探测器造成损坏。采用纯模拟的电压比较器来判断探测器是否到温的方法存在误差大，易受外界环境干扰的缺点，并且不能对探测器的工作状态进行实时监控。采用ADS1100来实现对探测器的实时测温，再在探测器到温信号产生过程中采取滤出奇异值设计，有效消除了环境干扰，并且能实时监控探测器的工作状态。

发明内容
本发明的目的是提供一种红外探测器实时测温方法，以解决现有现有方法易受外界环境干扰的问题。为实现上述目的，本发明的一种红外探测器实时测温方法步骤如下
(1)硬件电路连接模数转换器与探测器测温二极管、现场可编程门阵列FPGA；
(2)在FPGA中设计初始化状态机对模数转换器工作方式进行配置；
(3)在FPGA中设计读数据状态机以读取模数转换器的转换结果；
(4)对读取到的转换后的温度数据进行平滑滤波；
(5)设定计数器T，根据探测器特性设置到温阈值，如果读取的温度数据大于到温阈值则每度一次数据计数器T加一，计数到、后计数器T的计数保持不变；如果读取的温度数据小于到温阈值则计数器T计数值等于、且、< t2，设定计数阈值为
^且、< t3< t2，此时TH3则输出到温信号，若到温后，出现读取数据大于到温阈值的情况， 则每读取一次数据计数器T减一，当读取数据小于到温阈值后计数器T又等于t2，输出到温信号，控制外部电路给探测器加电，令探测器开始工作。进一步的，所述模数转换器为ADS1100，转换频率设置为8SPS，16bit分辨率。进一步的，所述步骤(2)中初始化状态机是，初始化时，先进入空闲态，再进入开始态，发送通讯开始标识；然后进入写数据态，向ADSl 100发送0x00和0x06两个字节，令其复位；再进入停止态，发送通讯停止标识；再进入延迟态，复位后需要延迟才能向其发送配置命令；再进入空闲态，等待下一次通讯的开始；然后开始进行配置工作，同样重复上面的循环，在写数据态的时候向其发送0x90和OxSC两个字节进行初始化配置。进一步的，所述步骤(3 )中读数据状态机是，读数据时，先进入开始态，发送通讯开始标识；再进入写数据态，向ADS1100发送读数据命令；再进入读数据态，接收ADS1100发送的数据；再进入停止态，发送通讯停止标识；再进入空闲态，等待下一次通讯的开始。进一步的，所述步骤(4)中平滑滤波是对任意连续四个数据进行平均。进一步的，所述步骤(5)中若到温后，连续出现读取的温度数据大于到温阈值使计数器T持续递减到等于I3,则判断为探测器制冷故障，自动停止探测器工作，并向系统上报探测器故障。本发明的一种红外探测器实时测温方法设定一个到温阈值，当测得的探测器温度低于此值后，输出到温信号，控制外部电路给探测器加电，令探测器开始工作。为了产生一个稳定的到温信号，防止因奇异值而导致的误判，在探测器到温信号产生过程中进行了滤出奇异值设计，能够产生一个稳定的探测器到温信号，有效消除了环境干扰。到温后，若持续出现读取温度大于到温阈值，而使计数器τ持续递减至则判断为探测器制冷故障，自动停止探测器工作所需的偏置电压、时钟和积分信号，并向系统上报探测器故障，能够对探测器的制冷状态进行实时监控。


图1是ADSl 100初始化状态机原理图； 图2是ADS1100读数据状态机原理图3是本发明实施例的探测器到温信号产生流程图。
具体实施例方式本发明的一种红外探测器实时测温方法，以具体实施例说明如下
(1)硬件电路连接模数转换器与探测器测温二极管、现场可编程门阵列FPGA，利用模数转换器ADS1100对红外探测器实时测温，ADS1100以电源作为基准电压，工作在自动连续转换、自校准模式，转换速率设置为8SPS，16bit分辨率；
(2)在FPGA中设计初始化状态机对模数转换器工作方式进行配置，初始化状态机工作过程如图1所示，初始化时，先进入空闲态，再进入开始态，发送通讯开始标识；然后进入写数据态，向ADS1100发送0x00和0x06两个字节，令其复位；再进入停止态，发送通讯停止标识；再进入延迟态，复位后需要延迟才能向其发送配置命令；再进入空闲态，等待下一次通讯的开始；然后开始进行配置工作，同样重复上面的循环，在写数据态的时候向其发送 0x90和0x8C两个字节进行初始化配置；
(3)在FPGA中设计读数据状态机以读取模数转换器的转换结果，读数据状态机工作过程如图2所示，读数据时，先进入开始态，发送通讯开始标识；再进入写数据态，向ADS1100 发送读数据命令；再进入读数据态，接收ADS1100发送的数据；再进入停止态，发送通讯停止标识；再进入空闲态，等待下一次通讯的开始；
(4)对读取到的转换后的温度数据进行平滑滤波，即对任意连续四个数据进行平均；
(5)设定计数器T，T的初始值为0，根据探测器特性设置到温阈值，如果读取的温度数据大 于到温阈值则每度一次数据计数器T加一，计数到、即200后计数器T的计数保持不
变；如果读取的温度数据小于到温阈值则计数器T计数值等于t2即400，设定计数阈值为I3 即300，且、< t3< t2，此时TH3则输出到温信号，若到温后，出现读取数据大于到温阈值的情况，则每读取一次数据计数器T减一，当读取数据小于到温阈值后计数器T又等于t2，输出到温信号，控制外部电路给探测器加电，令探测器开始工作；若到温后，连续出现读取的温度数据大于到温阈值使计数器T持续递减到等于300，则判断为探测器制冷故障，自动停止探 测器工作，并向系统上报探测器故障，执行流程如图3所示。
权利要求
1.一种红外探测器实时测温方法，其特征在于，该方法步骤如下(1)硬件电路连接模数转换器与探测器测温二极管、现场可编程门阵列FPGA；(2)在FPGA中设计初始化状态机对模数转换器工作方式进行配置；(3)在FPGA中设计读数据状态机以读取模数转换器的转换结果；(4)对读取到的转换后的温度数据进行平滑滤波；(5)设定计数器T，根据探测器特性设置到温阈值，如果读取的温度数据大于到温阈值则每读一次数据计数器T加一，计数到、后计数器T的计数保持不变；如果读取的温度数据小于到温阈值则计数器T计数值等于、且、< t2，设定计数阈值为G且、< t3< t2，此时TH3则输出到温信号，若到温后，出现读取数据大于到温阈值的情况， 则每读取一次数据计数器T减一，当读取数据小于到温阈值后计数器T又等于t2，输出到温信号，控制外部电路给探测器加电，令探测器开始工作。
2.根据权利要求1所述的一种红外探测器实时测温方法，其特征在于所述模数转换器为ADSl 100，转换频率设置为8SPS，16bit分辨率。
3.根据权利要求2所述的一种红外探测器实时测温方法，其特征在于所述步骤(2) 中初始化状态机是，初始化时，先进入空闲态，再进入开始态，发送通讯开始标识；然后进入写数据态，向ADS1100发送0x00和0x06两个字节，令其复位；再进入停止态，发送通讯停止标识；再进入延迟态，复位后需要延迟才能向其发送配置命令；再进入空闲态，等待下一次通讯的开始；然后开始进行配置工作，同样重复上面的循环，在写数据态的时候向其发送 0x90和0x8C两个字节进行初始化配置。
4.根据权利要求3所述的一种红外探测器实时测温方法，其特征在于所述步骤(3) 中读数据状态机是，读数据时，先进入开始态，发送通讯开始标识；再进入写数据态，向 ADSl 100发送读数据命令；再进入读数据态，接收ADS1100发送的数据；再进入停止态，发送通讯停止标识；再进入空闲态，等待下一次通讯的开始。
5.根据权利要求1所述的一种红外探测器实时测温方法，其特征在于所述步骤(4)中平滑滤波是对任意连续四个数据进行平均。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种红外探测器实时测温方法，其特征在于所述步骤(5)中若到温后，连续出现读取的温度数据大于到温阈值使计数器T持续递减到等于I3,则判断为探测器制冷故障，自动停止探测器工作，并向系统上报探测器故障。
全文摘要
本发明涉及一种红外探测器实时测温方法，先硬件连接模数转换器与探测器测温二极管、现场可编程门阵列FPGA；在FPGA中设计初始化状态机对模数转换器工作方式进行配置，设计读数据状态机以读取模数转换器的转换结果；对读取的温度数据平滑滤波；设定计数器T，设置到温阈值，若温度数据大于到温阈值则每度一次数据计数器T加一，计数到t1后T的计数保持不变；若温度数据小于到温阈值则T计数值等于t2且t1<t2，设定计数阈值为t3且t1<t3<t2，此时T>t3则输出到温信号，控制外部电路给探测器加电，令探测器开始工作，若读取数据大于到温阈值，则每读取一次数据T减一，当读取数据小于到温阈值后T又等于t2，以消除外界环境的干扰。
文档编号G01J5/22GK102261959SQ201110109720
公开日2011年11月30日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者王凯, 郝培育 申请人:中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所