基于MAX1978的非致冷红外焦平面温度控制系统

温度不稳定是影响非致冷红外焦平面探测器性能的重要因素之一。设计了一种基于MAX1978 的温度控制系统。该系统采用闭环控制结构,通过外部PID补偿网络控制驱动TEC模块,实现了对 探测器温度的控制。实验结果表明,该系统能够有效地对焦平面温度进行控制,其精度可达到0.06℃。     

制冷型红外探测器高精度制冷控温系统

致冷型红外探测器温度的稳定性直接决定了红外系统的性能。设计了针对致冷型红外探测器的高精度温度控制系统,该系统利用MCU进行PID闭环自动控制,温度恒定范围在77～80K,实现了温度稳定度±0.05K的性能指标。该系统具有精度高、抗干扰能力强、噪声低、快速稳定等优点,并且工作可靠,应用方便,具有很高的实用价值。     

基于Bang-Bang和PID复合控制的红外探测器温控系统设计

红外探测器作为星载偏振探测载荷的核心部件,用于实现短波红外波段辐射偏振信息的光电转换。为保证应用性能,需要对探测器进行精密温控,保证其工作在较低且稳定的温度以降低探测器热噪声和暗电流。本文介绍了一种红外探测器温控系统,采用FPGA控制完成温度信号的采集并输出控制信号,数模转换器控制三极管驱动电流完成半导体制冷器的驱动,采用Bang-Bang和PID复合控制算法完成探测器的精密温控,测试结果表明,温控精度优于±0.1℃,温度稳定时间小于6 min,可将探测器在较短的时间内控制在目标温度范围内,为实现短波红外波段的高精度偏振信息测量提供保障。     

不同斯特林制冷机驱动盖板的探测器热仿真

斯特林制冷机作为红外探测器的重要组成部分,可为红外探测器提供必需的低温工作环境,确保红外探测器正常工作,有效的斯特林制冷机散热设计,可提高红外探测器的工作性能。本文基于Ansys 有限元软件,对不同制冷机驱动盖板结构的红外探测器组件进行了热仿真计算,结果表明,红外探测器组件内制冷机驱动板和电机外壳的温度较高,其最高温度出现在驱动板的驱动元器件位置。制冷机驱动盖板由平板式结构改为凸台式结构、增大驱动盖板和导热垫的导热系数可有效改善红外探测器组件的散热性能,红外探测器组件的最高温度可减小8.5。     

星载多路短波红外探测器温控系统设计

主要针对星载多路短波红外探测器的温度要求设计了高精度在轨温度控制系统。首先,在对工作温度控制需求进行分析的基础上,提出了该系统短波红外探测器的温度高稳定性要求;其次设计了高稳定性温度采集电路、低噪声热控驱动电路,并且在FPGA芯片上基于开关控制算法,产生了脉宽调制信号;然后利用该脉宽调制信号控制热电制冷器的驱动电流,实现了在资源有限的条件下,温度控制高稳定度的要求。最终性能测试的结果表明,温控的精度可以达到±0.1°的高稳定度要求,满足该多路短波红外探测系统星载工作温度要求。     

新型无TEC的非制冷IRFPA读出电路研究

为了降低非制冷红外焦平面阵列的功耗，研究了去除热电制冷器（TEC）等温度稳定装置的读出电路。通过对微测辐射热计的电阻温度特性的分析，设计了一种新型无需温度稳定装置的读出电路，该电路的Flash存储器存储不同温度下的校正系数，温度传感器实时检测探测器的环境温度，从Flash中取出相应的温度校正系数送入数模转换器(DAC)，通过DAC的电压输出来控制探测器偏流以进行环境温度补偿。HSPICE模拟结果表明，电路输出与探测器工作的环境温度无关，系统的总功耗下降了80%，同时电路噪声保持在一个较低的水平。     

高工作温度碲镉汞p-on-n中波1024×768焦平面探测器

提高红外探测器的工作温度对于减小红外系统的尺寸、重量和功耗至关重要，进而实现结构紧凑和成本低廉的红外系统。昆明物理研究所多年来对掺铟和砷离子注入技术的HgCdTe p-on-n技术进行了优化，实现了性能优异的中波红外探测器的研制。本文报道了高工作温度中波1024×768@10 μm红外焦平面阵列探测器的最新结果，并介绍了在150 K工作温度下的器件性能。结果标明，器件在150 K下截止波长为4.97 μm，并测得了不同工作温度下的NETD、暗电流和有效像元率。此外，还展示了在150 K的工作温度下焦平面器件的红外图像，并呈现了99.4%的有效像元率。     

资源遥感用红外多谱段探测器组件性能探讨

资源遥感对红外探测器有较高的要求，如高探测率、高可靠性、低功耗、多谱段、探测率均匀性好、探测器元间串音小、可在较高温度下工作等。从工程应用的角度出发，将滤光片、红外探测器和前置放大器视为一个组件，考虑三者间的相互影响，对组件的主要性能指标和评测方法进行了论述，提出了探测器组件设计和测试时需要注意的问题。在实际工作中，根据系统要求，正确理解性能参数的含义，从应用的角度提出合理的测试评价方法，对推动红外探测器的应用具有重要意义。     

复杂外热流条件下红外探测器组件热设计

为实现在复杂外热流条件下对CO2探测仪红外探测器组件温度的有效控制,对其进行了详细的热设计。对红外探测器周围外热流进行分析,确定了其散热面位置。基于红外探测器所处空间热环境以及自身高功耗、低热控指标的特点,提出热设计方案。对红外探测器组件有限元模型进行了热分析计算,得到各个转角姿态下的红外探测器组件的温度范围为-31.8~-26.9℃,计算结果满足设计要求。通过CO2探测仪热平衡试验对热设计进行了验证,试验中红外探测器组件的温度范围为-32.6~-30.1℃,试验结果与计算结果基本一致,满足热控指标要求,说明热设计方案在复杂外热流条件下合理可行,具有较好的适应性。     

准分子激光器温度控制系统设计

设计了一种应用于准分子激光器的高精度温度控制系统,可对准分子激光器放电腔的温度进行实时采集、显示、控制,达到维持激光器腔体温度恒定的目的,从而改善激光器的工作性能如能量稳定性和使用寿命等。系统采用飞思卡尔单片机,以比例阀作为控温执行器件,并且设计了软硬件和优化的控制算法。实验结果表明：在三种不同PID控制方式下,系统控制精度皆能达到±0.2℃;在改进的智能PID控制下,系统超调变小、调节时间减少;在100Hz和500Hz不同重频条件下,系统采用智能PID控制时,运行稳定。因此,本系统可为激光器的运行提供良好的温度控制环境。     

船舶主机轴承温度监测报警系统方案研究

随着船舶机舱自动化技术的快速发展,对船舶报警系统的要求越来越高.船舶主机传动轴承作为船舶动力的一个重要设备,其温升是反映安全工作状态的重要指标.长期以来轴温一直是船舶报警系统的主要监测对象,本文分析了目前轴温监测报警系统的不足,提出了一种测量精度高、工作稳定可靠、抗干扰能力强的船舶主机轴承温度监测报警系统方案.     

基于STM32的高精度温度控制系统设计

设计一种使用STM32单片机来控制半导体制冷器TEC实现高稳定度、高精度温度控制系统,整个温度控制系统主要包括:STM32单片机最小系统、温度控制模块、温度控制串口上位机、PID算法、TEC等。通过对温度控制模块进行改良,来降低开关损耗,提升电路的工作效率以及可靠性,同时将积分分离PID算法改进为变速积分PID算法,实现稳定、高精度的温度控制。     

大功率半导体激光器驱动电源及温控系统设计

为了解决大功率半导体激光器的输出波长和功率的稳定性问题,设计了一套大功率激光器恒流驱动电源及温控系统。利用深度负反馈电路实现对激光器驱动电流的恒流控制,采用硬件比例-积分（Proportional-Integral,PI）温控电路结合恒流驱动,控制半导体制冷器（Thermoelectric Cooler,TEC）的工作电流,实现激光器工作温度的精确控制。所设计的驱动电源可实现输出电流0~12.5 A连续可调,同时具有电流检测、过流保护、晶体管-晶体管逻辑（Transistor-Transistor Logic,TTL）信号调制等功能。所设计的温控系统的控制精度可达到0.05℃,同时设定温度连续可调,温度可实时监测。实验结果表明该设计能够保证稳定的电流输出和温度控制,满足大功率激光器的使用要求。     

基于PLC的恒温控制系统设计

针对恒温系统的控制,在很多企业应用中较为广泛,本文介绍基于三菱PLC和触摸屏控制恒温控制系统,详细介绍系统的总体框架,工作原理及软硬件结构,PID控制过程,触摸屏的总体设计,该系统具备工作可靠性好,自动化程度高等优点,对于一些需要恒温控制的场合,具有一定的应用价值.     

回归分析在电机冷却系统中的应用

在开发全自动IC引线键合机的过程中,xy方向的驱动使用的是直线电机,在运行过程中,由于加速度、速度都很高（加速度大于12 g,速度大于0.4 m/s）,电机线圈温度上升很快,因此要对其进行吹气冷却,为了找出线圈温度与运行时间的关系,进行了系列实验,使用Minitab软件确定函数关系。对其进行监控与预测。     

空间太阳望远镜热设计

针对空间太阳望远镜工作时间长、工作环境苛刻的热特点，在极端工况条件下对空间太阳望远镜本体框架和导行镜进行热设计。通过在高低温工况下进行有限元仿真分析与热平衡试验，对本体框架和导行镜热分析与热平衡试验结果进行了对比，其温度均控制在22 ℃，并且同一工况下各组件的温度波动均小于1 ℃，验证了热设计的正确性。同时本体框架与导行镜有限元仿真与热平衡试验在高温工况下的功耗差为1.2 W，低温工况下的功耗差为0.8 W，仿真分析和热平衡试验吻合，分析正确有效，保证了望远镜在复杂工作条件下的正常工作，为提高空间太阳望远镜本体模块与对日追踪光学系统的可靠性与热设计优化提供了理论依据。     

实现光学被动热补偿的非制冷红外双焦光学系统

分析讨论了光学系统热补偿设计的几种方式,并基于衍射光学元件特殊的热差特性,将衍射元件应用于非制冷红外双焦光学系统实现光学被动热补偿。ZEMAX光学设计软件分析结果表明,该系统在规定温度范围内成像良好,温度对双焦光学系统的影响不大。     

MSP430低功耗原理及其在海温测量中的应用

介绍了MSP430系列单片机的低功耗原理及工作模式,分析了各种工作模式之间的快速转换方式。针对电池供电和空间受限的海水温度测量环境,利用MSP430系列单片机低功耗、高性能、多外设的优良特性,提出了海水温度采集系统的设计方案。方案采用MSP430F4794作为运算控制器,NTC热敏电阻作为温度传感器,利用MSP430F4794芯片内部自带的16位A／D转换器进行A／D转换。硬件设计上采用低功耗的外围器件,软件设计上充分利用MSP430提供的多种低功耗工作模式,实现了整个系统的低功耗。     

双波长法光纤温度传感器原理及应用

系统地介绍了一种双波长光纤温度传感器的原理、结构及应用。其突出优点是采用波长窄带比较技术,抗干扰能力强,测量精度高。