[发明专利]付里叶变换红外分光计的探测器

说明书

本发明涉及一种付里叶变换红外分光计（FTIR）的探测器，尤其是一种利用热电探测器的探测器。

通常惯用的热电探测器是TGS（硫酸三甘肽）热电探测器、DTGS热电探测器（在这类探测器中用重氢原子替代TGS的氢原子）、或DLATGS热电探测器（在DTGS中掺有L-氨基丙酸）。这些热电探测器有低的居里温度，例如：TGS热电探测器的居里温度约为49℃，DTGS和DLATGS热电探测器的居里温度约为62℃。因此，热电探测器的品质因素强烈地取决于温度。

图11表示在热电探测器中品质因素与温度依赖关系的一个例子，图中所列的数据是根据商业名称为Rpy104的由英国菲力浦公司生产的DLATGS热电探测器得出的。在图11中，Rv表示灵敏度，NEP表示噪声等效功率，D^＊完全是由Rv和NEP给定的一种品质因素，表示一种声噪比S/N。品质因素的数据根据25℃时的数据归一化，在使用这种DLATGS热电探测器时，为了得到在光谱的垂直轴向上的稳定性，最好让探测器在约30℃-35℃的温度范围内工作，因为在该温度范围内，灵敏度Rv是相当稳定的。而另一方面，为了测量时具有最大的S/N比，探测器应该在约60℃时使用最合适。

由于热电探测器显示出其品质因素明显依赖于温度的关系，所以应该有一个温度控制机构用于保持热电探测器有恒定的温度，无论是在室温下使用或在较高的温度下使用，使热电探测器的温度均稳定。这样一种温度控制机构包含一个热电冷却元件，例如珀尔帖元件，使它靠近热电探测器。在常用热电探测器的数据采集同步，热电探测器的输入阻抗高达10¹⁰Ω，因此，在供给靠近热电探测器的热电冷却元件的电源被接通或断开时，电磁波的辐射噪声影响热电探测器，结果明显影响了探测信号的S/N比。

本发明的目的在于提供一种经改进的探测器，这种探测器由热电探测器和温度控制机构组成，温度控制机构用于保持热电探测器的温度，使得热电探测器的探测信号的S/N比即使在温度控制机构中的热电冷却元件的电源被接通和断开时也不受影响。

简述如下，根据本发明，一个探测器由一个热电探测器和一个温度控制机构组成，该温度控制机构包括一个热电加热/冷却元件，该元件用于使热电探测器的温度保持稳定，还包括一个温度传感器和一个能响应从温度传感器来的探测信号的温度控制器，该温度控制器用来控制供给热电加热/冷却元件的电源，在温度控制器内装有一个控制单元，用于使供给热电加热/冷却元件的电源的接通和断开只在不从热电探测器采集数据时进行。

根据本发明，在热电加热/冷却元件的电源被接通和断开时刻，通过控制温度控制机构的操作不从热电探测器中采集数据。在温度控制器内的控制单元控制温度控制机构的电源，致使只有在不从热电探测器内收集数据时该控制单元才接通和断开热电加热/冷却元件的电源。

为此目的，使热电探测器的电源其接通和断开与A/D变换器给出的变换终止信号同步，其中A/D变换器用于把热电探测器的探测信号变换成数字信号，还要与来自控制干涉仪的干涉信号同步，或者与在收集到一系列干涉图后的动镜的转动同步。

于是，根据本发明，由于热电加热/冷却元件的电源的接通和断开与A/D变换的变换终止信号同步，所以任何可能由于电源接通或断开所产生的进入到探测信号内的噪声混合物都不可能影响由热电探测器收集到的数据的S/N比，因为此时被混合的探测信号并不作为数据来收集。

作为控制干涉仪的激光干涉仪的干涉信号用作A/D变换器的触发信号。因此，与激光干涉仪的干涉信号同步，使热电加热/冷却元件的电源可以在A/D变换不执行变换时被接通和断开。在此，不需要使电源接通和断开的时刻与A/D变换的终止完全相一致，而且，在接通和断开电源的时刻比较靠近A/D转换的终止时，不会影响下一次A/D变换操作。

在动镜被转动那时刻，已经收集到了一系列干涉图，所以，在动镜转动时，没有数据被收集，因此，在此时，即使任何可能的由热电加热/冷却元件的电源被接通或断开所产生的噪声被混入到探测信号内，数据的S/N比不可能受到影响。

当动镜的转动周期为0.5-2.0秒时，热电探测器的探测信号的A/D变换其工作周期约为100-200微秒。如果热电加热/冷却元件的电源其接通和断开与A/D变换的终止信号同步，或与激光干涉仪的干涉信号同步，那些电源的接通和断开可以以约100-200微秒的短周期重复，从而来更精确地控制热电探测器的温度。

本发明将从下面给出的说明书和附图得到更充分的理解。所给出的附图仅仅是图示说明，因此不对本发明产生限制。