[发明专利]激光能量自动监测、校验系统及方法

权利要求书

1.激光能量自动监测、校验系统，用于对激光脉冲能量进行检测和校验，包括采样模块、控制模块和校验模块；

所述采样模块用于对激光信号进行采样、保持、复位、积分；

所述控制模块用于控制采集通道，控制激光输出过程中的能量采集且对采集后的能量值进行数字化处理；

所述校验模块用于将采集的能量与系统已标定的能量值作对比校验，并根据控制模块的命令执行能量校正；

所述采样模块包括光电转换电路、信号筛选处理电路、整形滤波电路、A/D转换和换算电路；

所述信号筛选处理电路的信号选择、保持、复位功能均由控制模块给出的控制信号来控制，信号在通过筛选处理电路后送至校验模块；

在控制模块的命令下，在激光输出过程中通过光电转换电路对激光能量进行采样，即：自动依据待测激光的出光脉宽来调整检测时间，通过信号筛选处理电路和整形滤波电路后再通过A/D转换和换算电路，获得待测激光能量值；

将所述待测激光能量值与已知的能量值进行对比，通过能量校验算法判定测得的待测激光能量是否为正常值，若异常则提出警告。

2.根据权利要求1所述的激光能量自动监测、校验系统，其特征在于：所述系统对激光脉冲持续时间为0.1ms～200ms的激光能量进行监测并校验。

3.根据权利要求1所述的激光能量自动监测、校验系统，其特征在于：

所述光电转换电路包括光电池D1，运算放大器U2A，数字电位器芯片W1，电容C6和电阻R1；

所述光电池D1的一端接地，另一端分别与运算放大器U2A的反向输入端、电阻R1的一端以及电容C6的一端连接；电阻R1的另一端与数字电位器芯片W1的输入端连接；电容C6另一端分别与数字电位器芯片W1的输出端、运算放大器U2A的输出端以及信号筛选处理电路中的电阻R3的一端连接；运算放大器U2A的正向输入端接地；

所述光电池D1接收光信号并产生电流，电流从光电池D1流出至运算放大器U2A上；所述运算放大器U2A与电容C6、电阻R1和数字电位器芯片W1共同组成电流转电压电路，将光电池D1流出的电流转成电压信号并按数字电位器芯片W1控制比例放大，然后传送至信号筛选处理电路；

所述数字电位器芯片W1，由控制模块控制产生不同的电阻，与电阻R1共同形成不同的放大系数，对不同能量范围的激光能量信号进行不同比例放大。

4.根据权利要求1所述的激光能量自动监测、校验系统，其特征在于：

所述信号筛选处理电路包括电阻R3、多通道选择开关U3、运算放大器U2B、电阻R7、电阻R8、电阻R10、电阻R12和电容C12；

所述多通道选择开关U3的第一路输入通道与电阻R10的一端连接，第二路输入通道与电阻R3连接，多通道选择开关U3的输出端与运算放大器U2B的反向输入端连接，多通道选择开关U3的控制端与控制模块连接，通过控制切换通道，实现选通信号或是信号复位的功能；

所述电阻R10另一端分别与电容C12的一端以及运算放大器U2B的输出端连接，当控制模块控制多通道选择开关U3的第一输入通道打开时，采样信号将被复位；

所述电阻R7的一端和电阻R8的一端分别与控制模块以及多通道选择开关U3连接，用于辅助控制模块工作，另一端均接地；

所述运算放大器U2B的正向输入端接地，负向输入端分别与电容C12的一端以及多通道选择开关U3的输出端连接；当多通道选择开关打开时，在电阻R3和运算放大器U2B的输出信号间形成了积分电路，运算放大器U2B的输出即为激光能量在有效出光时间上形成的积分信号。

5.根据权利要求1所述的激光能量自动监测、校验系统，其特征在于：

所述整形滤波电路包括并联的电容C14与稳压管D6，再与电阻R12另一端串联，用于滤除信号干扰并抑制异常突变信号。

6.根据权利要求1所述的激光能量自动监测、校验系统，其特征在于：

所述A/D转换和换算电路包括数字A/D芯片及外围电路，将通过整形滤波电路后的激光能量信号转换为数字信号送入校验模块。