[發明專利]多通道熱釋電能量平衡測量系統及能量測量方法

無效

• 申請號: 201210170825.9
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102680110A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 柴毅;凌睿;王坤朋;蘇春曉;屈劍鋒;蔣小華;李朝光
• 申請（專利權）人: 重慶大學;中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: G01J5/10
• 分類號: G01J5/10
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

技術領域

本發明涉及熱釋電能量平衡測量裝置及能量測量方法，具體指多通道熱釋電能量平衡測量系統及能量計算方法。

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背景技術

在研究高能激光束與等離子體相互作用的試驗中，準確測量注入激光束的能量和最終輸出能量的平衡性是實現多路高能激光器功率精密診斷的基礎。當前能量平衡測量中多數采用高靈敏度的熱釋電探測器，探測器是利用晶體的自極化效應工作的，當探測器靈敏面受到激光照射時，會使其晶片的溫度發生變化產生熱電效應。目前，用于熱釋電能量平衡測量的系統是由固定級增益放大器和固定帶寬濾波器構成。在多通道熱釋電能量平衡測量中，需要根據熱釋電型探測器輸出信號的頻帶和幅值范圍，動態調整放大器增益和濾波器帶寬，并能有效抑制環境中雜散光的干擾。現有的用于熱釋電能量平衡測量的裝置使用時存在如下不足：

首先，由于現有測量系統結構的限制，在調整放大器增益和濾波器帶寬時需要拆卸設備，通過手動配置開關來實現，操作和使用非常不便；其次，由于多通道熱釋電能量平衡測量中，需要多次對放大器增益和濾波器帶寬進行調整，則需要多次對設備進行拆裝，這便給設備的可靠性和可維護性造成了困難；第三，現有的處理系統中放大器和濾波器的結構上存在復雜的電路，增益和帶寬的可調整級數較少。第四，現有的測量系統只能一定程度上抑制有用信號頻帶外的噪聲，而對環境中雜散光的干擾無能為力。

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發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明解決的技術問題是：實現在線調整放大器增益和帶寬濾波器帶寬，同時增加了可調級數，操作方便。

解決該技術問題，本發明是這樣實現的：一種多通道熱釋電能量平衡測量系統，其特征在于：包括熱釋電型探測器（1010）、單端至差分轉換器（1001）、前置可編程增益放大器（1002）、后置可編程增益放大器（1005）、帶通濾波器（1011）、主通道放大器（1007）、冗余通道放大器（1008）、信號采集及控制模塊（1009）和增益及帶通濾波器帶寬控制模塊（1006）；

所述熱釋電型探測器（1010）、單端至差分轉換器（1001）、前置可編程增益放大器（1002）、帶通濾波器（1011）、后置可編程增益放大器（1005）、主通道放大器（1007）、信號采集及控制模塊（1009）和增益及帶通濾波器帶寬控制模塊（1006）依次連接；

所述冗余通道放大器（1008）連接于后置可編程增益放大器（1005）和信號采集及控制模塊（1009）之間；

所述增益及帶通濾波器帶寬控制模塊（1006）的輸出端分別與前置可編程增益放大器（1002）的控制端、帶通濾波器（1011）的控制端和后置可編程增益放大器（1005）的控制端隔離連接；

所述信號采集及控制模塊（1009）采用自適應頻譜分析方法對采集的信號進行分析和處理，并將處理結果傳輸給增益及帶通濾波器帶寬控制模塊（1006），所述增益及帶通濾波器帶寬控制模塊（1006）將該處理結果下載到前置可編程增益放大器（1002）和后置可編程增益放大器（1005）及帶通濾波器（1011）。

進一步，所述帶通濾波器（1011）由依次連接的可編程開關電容高通濾波器（1003）和可編程開關電容低通濾波器（1004）構成；

所述可編程開關電容高通濾波器（1003）的輸入端與前置可編程增益放大器（1002）輸出端連接，可編程開關電容高通濾波器（1003）的控制端與增益及帶通濾波器帶寬控制模塊（1006）的輸出端隔離連接；

所述可編程開關電容低通濾波器（1004）的輸出端與后置可編程增益放大器（1005）的輸入端連接，可編程開關電容低通濾波器（1004）的控制端與增益及帶通濾波器帶寬控制模塊（1006）的輸出端隔離連接。

本發明多通道熱釋電能量平衡測量系統的測量方法，其特征在于：包括如下步驟：

a.采用權利要求1所述的多通道熱釋電能量平衡測量系統進行信號采集；

a1.所述多通道熱釋電能量平衡測量系統自適應調整前置可編程增益放大器（1002）和后置可編程增益放大器（1005）的增益及帶通濾波器（1011）的帶寬，調整完畢后，增益及帶通濾波器帶寬控制模塊（1006）向信號采集及控制模塊（1009）發出觸發信號；

a2.?所述信號采集及控制模塊（1009）接收到觸發信號后，開始采集主通道放大器（1007）與冗余通道放大器（1008）傳輸的信號，并對采集的信號進行儲存；

b.所述信號采集及控制模塊（1009）對采集的信號進行能量計算，具體步驟如下：