一种红外探测器实时测温方法

1.一种红外探测器实时测温方法，其特征在于，该方法步骤如下：
（1）硬件电路连接模数转换器、探测器测温二极管、现场可编程门阵列FPGA；
（2）在FPGA中设计初始化状态机对模数转换器工作方式进行配置；
（3）在FPGA中设计读数据状态机以读取模数转换器的转换结果；
（4）对读取到的转换后的温度数据进行平滑滤波；
（5）设定计数器T，根据探测器特性设置到温阈值，如果读取的温度数据大于到温阈值则每读一次数据计数器T加一，计数到t1后计数器T的计数保持不变；如果读取的温度数据小于到温阈值则计数器T计数值等于t2且t1< t2，设定计数阈值为t3且t1< t3< t2，此时T>t3则输出到温信号，若到温后，出现读取数据大于到温阈值的情况，则每读取一次数据计数器T减一，当读取数据小于到温阈值后计数器T又等于t2，输出到温信号，控制外部电路给探测器加电，令探测器开始工作；所述模数转换器为ADS1100，转换频率设置为8SPS，
16bit分辨率；所述步骤（2）中初始化状态机工作过程是：初始化时，先进入空闲态，再进入开始态，发送通讯开始标识；然后进入写数据态，向ADS1100发送0x00和0x06两个字节，令其复位；再进入停止态，发送通讯停止标识；再进入延迟态，复位后需要延迟才能向其发送配置命令；再进入空闲态，等待下一次通讯的开始；然后开始进行配置工作，同样重复上面的循环，在写数据态的时候向其发送0x90和0x8C两个字节进行初始化配置；所述步骤（3）中读数据状态机工作过程是：读数据时，先进入开始态，发送通讯开始标识；再进入写数据态，向ADS1100发送读数据命令；再进入读数据态，接收ADS1100发送的数据；再进入停止态，发送通讯停止标识；再进入空闲态，等待下一次通讯的开始。
2.根据权利要求1所述的一种红外探测器实时测温方法，其特征在于：所述步骤（4）中平滑滤波是对任意连续四个数据进行平均。
3.根据权利要求1或2所述的一种红外探测器实时测温方法，其特征在于：所述步骤（5）中若到温后，连续出现读取的温度数据大于到温阈值使计数器T持续递减到等于t3，则判断为探测器制冷故障，自动停止探测器工作，并向系统上报探测器故障。

一种红外探测器实时测温方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种红外探测器实时测温方法，属于红外探测器工程应用技术领域。\n背景技术\n[0002] 红外探测器工作时，必须进行制冷，只有达到要求的温度后，才能对探测器加电开始工作，否则不仅影响成像质量，而且还会对探测器造成损坏。采用纯模拟的电压比较器来判断探测器是否到温的方法存在误差大，易受外界环境干扰的缺点，并且不能对探测器的工作状态进行实时监控。采用ADS1100来实现对探测器的实时测温，再在探测器到温信号产生过程中采取滤出奇异值设计，有效消除了环境干扰，并且能实时监控探测器的工作状态。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的是提供一种红外探测器实时测温方法，以解决现有现有方法易受外界环境干扰的问题。\n[0004] 为实现上述目的，本发明的一种红外探测器实时测温方法步骤如下：\n[0005] （1）硬件电路连接模数转换器与探测器测温二极管、现场可编程门阵列FPGA；\n[0006] （2）在FPGA中设计初始化状态机对模数转换器工作方式进行配置；\n[0007] （3）在FPGA中设计读数据状态机以读取模数转换器的转换结果；\n[0008] （4）对读取到的转换后的温度数据进行平滑滤波；\n[0009] （5）设定计数器T，根据探测器特性设置到温阈值，如果读取的温度数据大于到温阈值则每度一次数据计数器T加一，计数到t1后计数器T的计数保持不变；如果读取的温度数据小于到温阈值则计数器T计数值等于t2且t1< t2，设定计数阈值为 且t1< t3< t2，此时T>t3则输出到温信号，若到温后，出现读取数据大于到温阈值的情况，则每读取一次数据计数器T减一，当读取数据小于到温阈值后计数器T又等于t2，输出到温信号，控制外部电路给探测器加电，令探测器开始工作。\n[0010] 进一步的，所述模数转换器为ADS1100，转换频率设置为8SPS，16bit分辨率。\n[0011] 进一步的，所述步骤（2）中初始化状态机是，初始化时，先进入空闲态，再进入开始态，发送通讯开始标识；然后进入写数据态，向ADS1100发送0x00和0x06两个字节，令其复位；再进入停止态，发送通讯停止标识；再进入延迟态，复位后需要延迟才能向其发送配置命令；再进入空闲态，等待下一次通讯的开始；然后开始进行配置工作，同样重复上面的循环，在写数据态的时候向其发送0x90和0x8C两个字节进行初始化配置。 \n[0012] 进一步的，所述步骤（3）中读数据状态机是，读数据时，先进入开始态，发送通讯开始标识；再进入写数据态，向ADS1100发送读数据命令；再进入读数据态，接收ADS1100发送的数据；再进入停止态，发送通讯停止标识；再进入空闲态，等待下一次通讯的开始。\n[0013] 进一步的，所述步骤（4）中平滑滤波是对任意连续四个数据进行平均。\n[0014] 进一步的，所述步骤（5）中若到温后，连续出现读取的温度数据大于到温阈值使计数器T持续递减到等于 ，则判断为探测器制冷故障，自动停止探测器工作，并向系统上报探测器故障。\n[0015] 本发明的一种红外探测器实时测温方法设定一个到温阈值，当测得的探测器温度低于此值后，输出到温信号，控制外部电路给探测器加电，令探测器开始工作。为了产生一个稳定的到温信号，防止因奇异值而导致的误判，在探测器到温信号产生过程中进行了滤出奇异值设计，能够产生一个稳定的探测器到温信号，有效消除了环境干扰。\n[0016] 到温后，若持续出现读取温度大于到温阈值，而使计数器T持续递减至 ，则判断为探测器制冷故障，自动停止探测器工作所需的偏置电压、时钟和积分信号，并向系统上报探测器故障，能够对探测器的制冷状态进行实时监控。\n附图说明\n[0017] 图1是ADS1100初始化状态机原理图；\n[0018] 图2是ADS1100读数据状态机原理图；\n[0019] 图3是本发明实施例的探测器到温信号产生流程图。\n具体实施方式\n[0020] 本发明的一种红外探测器实时测温方法，以具体实施例说明如下：\n[0021] （1）硬件电路连接模数转换器与探测器测温二极管、现场可编程门阵列FPGA，利用模数转换器ADS1100对红外探测器实时测温，ADS1100以电源作为基准电压，工作在自动连续转换、自校准模式，转换速率设置为8SPS，16bit分辨率；\n[0022] （2）在FPGA中设计初始化状态机对模数转换器工作方式进行配置，初始化状态机工作过程如图1所示，初始化时，先进入空闲态，再进入开始态，发送通讯开始标识；然后进入写数据态，向ADS1100发送0x00和0x06两个字节，令其复位；再进入停止态，发送通讯停止标识；再进入延迟态，复位后需要延迟才能向其发送配置命令；再进入空闲态，等待下一次通讯的开始；然后开始进行配置工作，同样重复上面的循环，在写数据态的时候向其发送\n0x90和0x8C两个字节进行初始化配置；\n[0023] （3）在FPGA中设计读数据状态机以读取模数转换器的转换结果，读数据状态机工作过程如图2所示，读数据时，先进入开始态，发送通讯开始标识；再进入写数据态，向ADS1100发送读数据命令；再进入读数据态，接收ADS1100发送的数据；再进入停止态，发送通讯停止标识；再进入空闲态，等待下一次通讯的开始；\n[0024] （4）对读取到的转换后的温度数据进行平滑滤波，即对任意连续四个数据进行平均；\n[0025] （5）设定计数器T，T的初始值为0，根据探测器特性设置到温阈值，如果读取的温度数据大于到温阈值则每度一次数据计数器T加一，计数到t1即200后计数器T的计数保持不变；如果读取的温度数据小于到温阈值则计数器T计数值等于t2即400，设定计数阈值为 即300，且t1< t3< t2，此时T>t3则输出到温信号，若到温后，出现读取数据大于到温阈值的情况，则每读取一次数据计数器T减一，当读取数据小于到温阈值后计数器T又等于t2，输出到温信号，控制外部电路给探测器加电，令探测器开始工作；若到温后，连续出现读取的温度数据大于到温阈值使计数器T持续递减到等于300，则判断为探测器制冷故障，自动停止探测器工作，并向系统上报探测器故障，执行流程如图3所示。