[发明专利]一种红外光源加权调制系统及方法

说明书

本发明涉及一种红外光源加权调制系统和方法，属于红外测试技术领域，解决了现有技术中电调制方法系统信号收益低的问题。所述系统包括：主控单元、调制控制模块、红外光源、待测试样、红外探测器、输出检测模块；调制控制模块接收主控单元输出的多组不同权重的频率和占空比，根据所述频率和占空比控制红外光源发光；输出红外光经待测试样反射后，由红外探测器接收，输出检测模块获取红外探测器输出信号并经信号处理后得到红外响应值，将所述红外响应值输出给主控单元；主控单元基于所述多组不同权重的频率和占空比、及与多组不同权重的频率和占空比对应的红外响应值计算得到红外响应值最大时的频率和占空比。

技术领域

本发明涉及红外检测领域，尤其涉及一种红外光源加权调制系统及方法。

背景技术

红外光源是红外检测中的核心器件，主要应用于红外反射率或气体检测等领域，红外光源可分为薄膜光源、陶瓷光源、卤素光源及激光光源等，红外光源是电能转化为红外辐射的有效装置，因其使用温度不同，对应的辐射中心波长也存在差异，激光红外光源有带宽小但能量强的特点，而其它光源存在带宽大但能量随温度变化的特点，在红外检测领域，光源与探测器大多相互依赖，红外光源作为能量提供的装置，而红外探测器作为能量的接收转换装置，对红外光源进行有效调节促进探测器的有效输出响应增大，对提高红外测量精度及测量范围有着重要的作用。

红外探测器中使用较为广泛且具有代表性的为热释电探测器，热释电探测器对恒定的红外辐射是无响应的，所以只有针对红外辐射源进行调制变换后，探测器才能对调制后的红外辐射具有输出响应，常见的调制方法有机械调制和电调制，如图1所示，机械调制为快门调制或斩波片调制，采用直流电机控制机械结构改变光路中的通光量实现调制，而电调制是采用控制信号改变红外光源供电的开关量或PWM，实现对红外辐射的调制，传统的机械调制应用范围广且成本低廉，仅需购买直流电机和金属片即可，但调制信号的频率精度差，受电机精度和金属片加工精度的影响较大，且频率的调节需要改变电机的供电参数，调节范围小。电调制为控制光源的供电参数，具有频率准确、无机械结构等优点，但传统电调制仅采用开关量控制，对控制输出的单元传输简单的方波信号，不能准确匹配探测器的输出响应，难以实现最大的系统信号收益，限制了探测单元的检测范围及精度。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种红外光源加权调制系统及方法，用以解决现有电调制方法系统信号收益低的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种红外光源加权调制系统。所述系统包括：主控单元、调制控制模块、红外光源、待测试样、红外探测器、输出检测模块；

调制控制模块接收主控单元输出的多组不同权重的频率和占空比，根据所述频率和占空比控制红外光源发光；

输出红外光经待测试样反射后，由红外探测器接收，输出检测模块获取红外探测器输出信号并经信号处理后得到红外响应值，将所述红外响应值输出给主控单元；

主控单元基于所述多组不同权重的频率和占空比、及与多组不同权重的频率和占空比对应的红外响应值计算得到红外响应值最大时的频率和占空比。

进一步，红外光源与红外探测器位于待测试样两侧，两者位于同一平面上且与待测试样法线所成角度均为45度。

进一步，输出检测模块用于将红外探测器输出的电流信号经锁相放大和滤波后，经过DA转换后得到数字量的红外响应值。

另一方面，本发明实施例提供了一种基于上述红外光源加权调制系统的红外光源加权调制方法，该方法包括如下步骤：

在主控单元中设置具有不同权重的频率f₁,f₂,...,f_n，设置具有不同权重的d₁,d₂,...,d_n；

主控单元依次向调制控制模块发送不同权重组合的频率f_i和占空比d_j；