[发明专利]一种带有红外制冷机的红外相机的可靠性管理系统及方法

说明书

本发明公开了一种带有红外制冷机的红外相机的可靠性管理系统及方法，解决制冷机在轨寿命低；以及红外焦平面在轨使用时安全性低的技术问题。第一制冷机驱动模块、第二制冷机驱动模块产生驱动控制信号；第一制冷机驱动模块用于产生制冷机的主份驱动控制信号；第二制冷驱动模块用于产生制冷机的备份驱动控制信号；第一温度测量模块、第二温度测量模块分通过红外焦面处的传感器测量红外焦面温度；第一温度测量模块用于产生红外焦面的主份温度测量信号；第二温度测量模块用于产生红外焦面的备份温度测量信号；主控模块用于采集制冷机的红外焦面温度、根据制冷机的红外焦面温度、制冷机的工作时长并结合接收的指令情况切换红外相机的工作模式。

技术领域

本发明涉及相机领域，具体涉及一种带有红外制冷机的红外相机的可靠性管理系统及方法。

背景技术

红外探测器是红外相机系统的核心器件，为了提高红外相机的探测灵敏度，同时也为了抑制探测器的背景噪声，红外探测器通常工作在低温环境下。红外探测器为倒装焊结构,探测器的光敏元阵列和硅读出电路采用倒焊互连的方式通过铟柱实现电气、机械连接。如果红外探测器在加电工作时低温环境未保障到位，由于探测器各材料对温度非常敏感，其线膨胀系数存在差异，各材料收缩不匹配，将引起应力集中现象，容易造成铟柱断裂、相邻材料间分层裂开等问题。

一般情况下红外相机需要采用制冷机为其提供100多K、甚至几十K的低温环境，为了保障红外相机的可靠性，需遵循先制冷机开机后红外探测器加电的顺序操作，这种情况下红外探测器可以正常执行成像任务，但是这种在轨使用方法没有考虑红外相机的可靠性以及制冷机的在轨使用寿命。首先，根据红外探测器的特点，红外制冷机不宜频繁开关，以减少对红外探测器带来的热冲击，因此每次接收到成像任务后执行制冷机开机、红外焦面加电的操作增加了红外焦面损害的风险、降低了红外相机的可靠性；而且，低温制冷很大程度要依靠机械压缩机，因此红外制冷机的寿命一般是有限的，包括制冷机的在轨使用时长和制冷机开关机次数，特别是制冷机开关机次数，因此这种每次接收到成像任务后执行制冷机开机、红外焦面加电的操作减少了制冷机支持成像的次数。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种带有红外制冷机的红外相机的可靠性管理系统及方法，当在轨红外相机处于短期、频繁执行成像任务的工况时，能够解决制冷机在轨寿命低；以及红外焦平面在轨使用时由于焦面过温、焦面误加电引起的安全性低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的。

一种红外相机的可靠性管理系统，包括：主控模块、第一制冷机驱动模块、第二制冷机驱动模块、第一温度测量模块、第二温度测量模块、制冷机、红外焦面；

所述制冷机与所述红外焦面耦合安装以进行冷量传输，所述制冷机用于为红外焦面提供低温工作环境，所述红外焦面用于接收热辐射信号实现红外成像；

所述第一制冷机驱动模块、第二制冷机驱动模块分别通过通信总线耦接于所述主控模块，并产生驱动控制信号送往制冷机；所述第一制冷机驱动模块用于产生制冷机的主份驱动控制信号；所述第二制冷驱动模块用于产生制冷机的备份驱动控制信号；

所述第一温度测量模块、第二温度测量模块分别通过通信总线耦接于所述主控模块，并通过红外焦面处的传感器测量红外焦面温度；所述第一温度测量模块用于产生红外焦面的主份温度测量信号；所述第二温度测量模块用于产生红外焦面的备份温度测量信号；

所述主控模块用于采集制冷机的红外焦面温度、计算并记录制冷机的工作时长，根据制冷机的红外焦面温度、制冷机的工作时长并结合接收的指令情况切换红外相机的工作模式。

优选地，所述红外相机的工作模式包括待机模式、制冷模式和成像模式。

优选地，所述主控模块包括电压监测单元、温度监测单元、计时单元、记录单元；