快速恒温的黑体辐射源制造技术

快速恒温的黑体辐射源，涉及电子技术。本实用新型专利技术包括黑体、传感器、信号处理电路，传感器与黑体连接，信号处理电路与传感器连接，其特征在于，还包括带有交流电输入接口的移相调功电路，所述移相调功电路由串联的光耦隔离器、有源滤波器、减法运算放大器、相位检测芯片、随机相位驱动器和晶闸管构成，光耦隔离器与信号处理电路连接；晶闸管的控制端连接随机相位驱动器，输入端连接交流电输入接口，输出端连接黑体。相位检测芯片的检测端连接交流电路信号,所述交流电路信号是指相位与交流电源一致且电压在检测芯片的检测范围内的信号。本实用新型专利技术可以精确的控制发热器件的瞬时功率，缩短了黑体辐射源加热到恒温的时间。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】快速恒温的黑体辐射源，涉及电子技术。本技术包括黑体、传感器、信号处理电路，传感器与黑体连接，信号处理电路与传感器连接，其特征在于，还包括带有交流电输入接口的移相调功电路，所述移相调功电路由串联的光耦隔离器、有源滤波器、减法运算放大器、相位检测芯片、随机相位驱动器和晶闸管构成，光耦隔离器与信号处理电路连接；晶闸管的控制端连接随机相位驱动器，输入端连接交流电输入接口，输出端连接黑体。相位检测芯片的检测端连接交流电路信号,所述交流电路信号是指相位与交流电源一致且电压在检测芯片的检测范围内的信号。本技术可以精确的控制发热器件的瞬时功率，缩短了黑体辐射源加热到恒温的时间。【专利说明】快速恒温的黑体辐射源
本技术涉及电子技术。
技术介绍
红外线轴温检测系统是铁路上进行轴温自动化检测的设备，为了保证该系统的准确性，需要长期定时对该系统进行定标。定标时，需要用到恒温黑体辐射源。 目前，公知的应用在铁路红外线轴温检测系统的恒温黑体辐射源采用的加热方式是交流电引入设备，设备中包含交流转直流电源模块，直流电再通过MOS管进行开关控制，通过改变开关的占空比或开关时间，调整平均功率，以达到控制总热量，进而控制黑体辐射源的温度。 铁路作业人员在进行探头温度标定时，需要频繁的进行升降温操作，在升温过程中，温度的稳定时间直接影响到作业时间，作业时间有大部分都花费在等待温度恒定的过程中，如能缩短恒温时间，能够提高作业人员的工作效率。 目前最常见的铁路定标用黑体辐射源包含设备外壳，设备电源，黑体辐射源，信号控制模块，输入按键几个部分。 设备电源由交流转直流模块和直流电源构成，黑体辐射源的供电由交流转直流模块提供，信号控制模块提供开关信号，MOS管根据开关信号打开或者关断加热电流。设备加热的瞬时功率P = U*I，因为黑体辐射源的加热电阻值是恒定的，所以瞬时功率是恒定的。黑体辐射源温度的控制是通过改变加热时间来实现，根据发热Q = P*t，在一段固定时间内，时间被分段，加热累计时间段不同，则引起总热量的变化。 现有的黑体辐射源的加热技术是基于时间的热量控制，由于信号控制模块送出的开关信号有时间限制(与硬件电路工作频率相关)，所以加热的最小分辨率是受到此时间限制，在加热过程中，很容易出现过加热而使得黑体温度超过预定值，就需要等待降温再进行恒温操作，这个步骤大大增加了恒温所需要的时间，这个问题的根本原因是加热的瞬时功率恒定，不可控制。 另外，当采用MOS管作为加热开关时，会产生尖峰电流，尖峰电流对电源模块的冲击较大，造成电源器件的加速老化甚至击穿或烧毁。一般来说开关电源厂家会设置保护电流，一但尖峰电流触发了保护电路，那么电源将停止供电，直到重新上电。这样降低了设备的可靠性。 第三，交流转直流电源模块体积和重量以及成本随功率的增加而增加，当黑体辐射源的功率较大时，这种供电方式就不适合实际应用。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，针对目前黑体辐射源存在的恒温时间长，尖峰电流大，体积重量受功率限制的缺点，提供一种新的黑体辐射源，能够快速的实现恒温，并且避免了交流转直流模块尖峰电流和体积重量的问题。 本技术解决所述技术问题采用的技术方案是，快速恒温的黑体辐射源，包括黑体、传感器、信号处理电路，传感器与黑体连接，信号处理电路与传感器连接，其特征在于，还包括带有交流电输入接口的移相调功电路，所述移相调功电路由串联的光耦隔离器、有源滤波器、减法运算放大器、相位检测芯片、随机相位驱动器和晶闸管构成，光耦隔离器与信号处理电路连接；晶闸管的控制端连接随机相位驱动器，输入端连接交流电输入接口，输出端连接黑体。相位检测芯片的检测端连接交流电路信号，所述交流电路信号是指相位与交流电源一致且电压在检测芯片的检测范围内的信号。 本技术还包括电池、电源切换电路和过压保护电路，电池通过电源切换电路连接过压保护电路，过压保护电路连接黑体，晶闸管的输出端通过电源切换电路和过压保护电路连接黑体。 本技术的有益效果是: 第一，采用移相调功电路控制发热器件，可以精确的控制发热器件的瞬时功率，缩短了黑体辐射源加热到恒温的时间。 第二，不需要交流转直流的电源模块，设备体积和重量不会随着黑体辐射源功率的增加而显著增加，同时也降低了成本。 第三，增加了保护电路和不使用交流转直流模块，增加了设备的可靠性。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术的整体结构示意图。 图2是本技术的移相调功电路的结构示意图。 图中，1-交流电接口，2-移相调功电路，3-信号处理电路，4-黑体辐射源，5-温度传感器，6-显示屏，7-输入按键，8-锂电池，9-电源切换电路，10-过压保护电路，11-光耦隔离，12-有源滤波器，13-减法运算放大器，14-TCA785相位检测芯片，15-随机相位驱动器，16-晶闸管。 【具体实施方式】 参见图1、2。 本技术包括黑体、传感器、信号处理电路，传感器与黑体连接，信号处理电路与传感器连接，还包括带有交流电输入接口的移相调功电路，所述移相调功电路由串联的光耦隔离器、有源滤波器、减法运算放大器、相位检测芯片、随机相位驱动器和晶闸管构成，光耦隔离器与信号处理电路连接；晶闸管的控制端连接随机相位驱动器，输入端连接交流电输入接口，输出端连接黑体。。相位检测芯片的检测端连接交流电路信号，所述交流电路信号是指相位与交流电源一致且电压在检测芯片的检测范围内的信号，例如经过降压处理使其电压处于相位检测芯片的检测范围内。 本技术还包括电池和电源切换电路，电池通过电源切换电路连接黑体，晶闸管的输出端通过电源切换电路连接黑体。 本技术在工作时，操作人员通过输入按键设定需要的黑体温度，信号处理电路接收此信号并驱动显示模块，通过显示屏显示出当前温度和设定温度，并且通过温度传感器实时采集黑体辐射源温度，移相调功电路的作用是将输入的交流电相位进行控制，根据信号处理电路及有源滤波放大的结果，输出不同相位的波形，以达到输出功率的控制:黑体辐射源的发热装置接收到不同相位的交流电波形，不同的相位，发热功率不相同，产生的能量就不同，则可以实现准确的加热能量的控制。由于加热功率可控，则可以实现快速的恒温，达到设定温度范围±l°c后，在10秒以内可使得温度稳定在±0.1°C。锂电池可以在没有交流电情况下为设备供电，电源切换电路负责在交流电和电池供电之间切换。 移向调功电路由11-光耦隔离，12-有源滤波器，13-减法运算放大器，14-TCA785相位检测芯片，15-随机相位驱动器以及16-晶闸管组成。它的作用是将信号处理电路输出的占空比可调信号，转化为对应的相位电压，输出给加热器件，达到对黑体辐射源加热的控制。其工作原理是，信号处理电路将采集到的温度值与设定值进行比较，输出控制量，此控制量以占空比形式传递给移相调功电路，经过光耦隔离后，有源滤波器实现滤波功能，把不同的占空比转换成不同的直流电压值，再经过减法运算放大器，得到相位检测芯片范围内的直流电压，此直流电压控制下，相位检测芯片可以得到一个相位控制信号，这个信号经过随机相位驱动器来控制晶闸管的开关，这样就得到了不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
快速恒温的黑体辐射源，包括黑体(4)、传感器(5)、信号处理电路(3)，传感器(5)与黑体(4)连接，信号处理电路(3)与传感器(5)连接，其特征在于，还包括带有交流电输入接口的移相调功电路(2)，所述移相调功电路(2)由串联的光耦隔离器(11)、有源滤波器(12)、减法运算放大器(13)、相位检测芯片(14)、随机相位驱动器(15)和晶闸管(16)构成，光耦隔离器(11)与信号处理电路(3)连接；晶闸管(16)的控制端连接随机相位驱动器(15)，输入端连接交流电输入接口，输出端连接黑体(4)，相位检测芯片的检测端接交流电路信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，
申请(专利权)人：成都欧莱特自动化控制工程有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51