红外焦平面探测器多芯测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种红外焦平面探测器多芯测试装置及测试方法，包括密闭的壳体，壳体内部从上至下依次设置面源黑体、孔板、接口板、温度控制组件，孔板上设有光阑孔，接口板上设有探测器固定座，壳体外部设有模块化仪器、计算机和黑体控制器，本发明专利技术减少测试数据采集时不必要的外界因素干扰，可提高测试效率，通过控制辐射源温度和温控板温度，达成不同的辐射源温度和接口板环境温度组合，能够精确的反映出温度对整个测试系统和最终测试参数的影响，采用模块化仪器提供驱动信号和采集数据，能够有效地控制系统噪声，来获得可靠性高、精确度好的测试结果，一次测试多颗探测器，可以提高测试效率。

【技术实现步骤摘要】
红外焦平面探测器多芯测试装置及测试方法
本专利技术涉及红外探测器
，特别涉及到一种红外焦平面探测器多芯测试装置及利用该装置进行测试的方法。
技术介绍
红外焦平面探测器可以接收、识别和分析事物的红外辐射信号，并转换成电信号输出，从而度量红外辐射的强弱。红外焦平面探测器是整个红外成像系统的关键部分，可分为制冷型和非制冷型。其中，非制冷红外焦平面探测器具有体积小、响应快、功耗低、性价比高、无需制冷、可在室温下工作等特点，使其成为现代红外焦平面探测器发展的主要方向之一，并在工业，军事，医疗，安防及科学研究等多个领域得到广泛应用。红外焦平面探测器的性能决定了整个红外探测系统的最终性能，快速、高效的完成焦平面阵列的性能测试已成为其技术发展的一个重要环节。现今的红外焦平面探测器测试系统大多数为定制化，多仪器共同协调工作。其普适性较差，测试环境对测试结果干扰较大，测试效率较低。由于现今的红外焦平面探测器的种类越来越复杂，需要测试的数量越来越多，测试系统对测试环境要求越来越严格，对测试结果要求越来越精确，传统的测试系统无法满足测试的要求。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种稳定可靠的支持多个红外焦平面探测器同时测试的红外焦平面探测器多芯测试装置及利用该装置进行测试的方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术技术方案如下：一种红外焦平面探测器多芯测试装置，包括密闭的壳体，壳体内部从上至下依次设置面源黑体、孔板、接口板、温度控制组件，面源黑体的辐射面、孔板、接口板相互平行，孔板上设有多个光阑孔，接口板上设有多个用于固定探测器的探测器固定座，探测器固定座两侧设有模块化仪器的信号接口，光阑孔和探测器固定座的数量相同，且每个光阑孔和探测器固定座的中心位置上下对应，光阑孔的直径不小于每个探测器的焦平面阵列尺寸、且不大于探测器的上表面尺寸，面源黑体的辐射面发出的热辐射透过光阑孔照射到探测器上，壳体外部设有模块化仪器、计算机和黑体控制器，模块化仪器用于驱动接口板上的探测器，计算机通过模块化仪器采集不同辐射温度下的探测器的电信号数据；温度控制组件用于控制壳体内部环境温度，黑体控制器用于控制面源黑体的辐射温度。作为优选方式，温度控制组件包括温控板和温度控制器，温控板和温度控制器连接，温控板平行于孔板和接口板，温控板的制冷采用热电致冷方式。作为优选方式，所述的红外焦平面探测器多芯测试装置，包括两个面源黑体，每个面源黑体下方分别设有一个相互平行的孔板、接口板、温控板，孔板上设有9个光阑孔，接口板上设有9个用于固定探测器的探测器固定座。作为优选方式，接口板为定制电路，通过计算机控制模块化仪器完成对多个被测红外焦平面探测器的驱动和数据采集，并适配多种红外焦平面探测器。作为优选方式，模块化仪器核心信号处理采用PXI/PXIe模块化仪器硬件平台构架，使用VC++软件平台，采用PXI/PXIe总线和PCI总线互联架构，模块包括远程控制模块、高精度电压模块、数字时序信号模块、USB模块、图像处理模块、数据采集模块；远程控制模块通过PXI/PXIe总线和PCI总线进行通信，使计算机能够控制模块化仪器和数据通信；高精度电压模块提供被测红外焦平面探测器的所需电压信号；数字时序信号模块用来产生模块化仪器内部各模块工作所需的时钟及系统复位信号；USB模块提供了计算机与外界交互的接口，进行控制信息的传输，或者作为数据传输的一种辅助手段；图像处理模块用来完成细节增强、增益控制、伽马校正功能，实现对红外图像的整体增强，提高图像质量，为图像筛选提供基础成像数据；数据采集模块用来将红外图像处理数据流各节点数据通过数字或模拟接口进行传输。在多种辐射源温度和环境温度的组合下，被测红外焦平面探测器产生不同的响应。利用模块化仪器设备驱动接口板上红外焦平面探测器，接口板将不同响应对应的电信号传输至计算机，计算机进行分析处理后，完成成像及测试；本装置可同时测试多个非冷焦平面阵列，提高了测试效率，可行性强；本装置的黑体温度和环境温度可以独立控制，能够产生多种温度组合，测试结果更精准，更稳定可靠。面源尺寸满足同时测试多个探测器的需求。面源黑体的温度控制由计算机通过发送指令控制黑体控制器的方式完成。面源黑体的热辐射通过孔板上的光阑照射到被测红外焦平面探测器。光阑的大小由被测红外焦平面探测器的阵列大小决定。光阑的数量由被测红外焦平面探测器的最大数量决定。本专利技术中的环境温度控制由温控板完成，温控板和接口板的背面紧密相连，进行热耦合。温控板的温度由计算机发送指令控制温度控制器的方式进行调节。本专利技术在工作状态时，系统装置会形成一个密闭的空间，该密闭空间由上至下为辐射源、孔板、载有被测红外焦平面探测器的接口板、温控板和温度控制器。本专利技术的接口板的数字信号由cameralink采集卡传输至计算机。最大有效数据带宽为5.44Gbps/s。可满足大阵列、多数据位的红外焦平面探测器的信号传输。为实现上述专利技术目的，本专利技术还提供一种上述红外焦平面探测器多芯测试装置的测试方法，控制辐射源温度提供不同的热辐射，热辐射经过孔板照射到接口板上被测红外焦平面探测器上，通过温度控制组件为红外焦平面探测器提供不同的壳体内部环境温度，接口板将不同辐射温度下的探测器的对应电信号传输至计算机，计算机进行分析处理后完成测试。作为优选方式，所述的红外焦平面探测器多芯测试装置的测试方法，构建多种不同辐射源温度和壳体内部环境温度的组合，分别测试不同组合下的红外焦平面探测器的对应电信号。作为优选方式，所述的红外焦平面探测器多芯测试装置的测试方法，一次放入多个探测器，计算机通过程序控制一次完成对多个被测红外焦平面探测器的驱动和电信号数据采集，从而完成孔板上所有红外焦平面探测器的测试。作为优选方式，所述的红外焦平面探测器多芯测试装置的测试方法，接口板的环境温度控制由温度控制组件的温控板进行调节，调节温度范围为-40℃至100℃，辐射源温度由黑体控制器进行调节，调节温度范围为-30℃至100℃。作为优选方式，所述的红外焦平面探测器多芯测试装置的测试方法，具体包括以下步骤：步骤1：搭建测试平台：搭建测试平台，将面源黑体、孔板、接口板、温控板、温度控制组件置于测试装置中相应位置，并将接口板、模块化仪器、黑体控制器、温度控制组件和计算机进行连接，调整黑体面源、孔板、接口板相对位置，使他们都与测试装置底面水平；调整黑体面源、孔板、接口板中心位置，使它们整体中心对齐，孔板上光阑孔和相应探测器焦平面中心对齐；调整孔板和接口板垂直距离，使热辐射能够覆盖探测器的焦平面阵列；确认无误后，进行后续测试流程；步骤2：探测器装配及系统上电：将被测探测器编号，分别录入计算机进行保存，之后置于接口板相应位置上；检查被测探测器，确保装配牢固；将测试装置合盖后，确定是否测试环境为密闭空间，确保降低测试环境干扰，给测试装置上电启动；步骤3：进行不同温度组合下的数据采集和参数计算：控制黑体控制器，使黑体温度升为低温温度，控制温度控制器使壳体达到设定的环境温度；待温度稳定后，通过计算机将探测器组件的帧频设为设定值；利用计算机驱动模块化仪器各模块完成相应功能；调节偏压，使探测器的数字输出数据稳定；测量并记录探测器的输出数据；改变黑体温度，使其分别为多个高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外焦平面探测器多芯测试装置，其特征在于：包括密闭的壳体(9)，壳体(9)内部从上至下依次设置面源黑体(1)、孔板(2)、接口板(3)、温度控制组件，面源黑体(1)的辐射面、孔板(2)、接口板(3)相互平行，孔板(2)上设有多个光阑孔(10)，接口板(3)上设有多个用于固定探测器(12)的探测器固定座(11)，探测器固定座(11)两侧设有模块化仪器(6)的信号接口(13)，光阑孔(10)和探测器固定座(11)的数量相同，且每个光阑孔(10)和探测器固定座(11)的中心位置上下对应，光阑孔(10)的直径不小于每个探测器(12)的焦平面阵列尺寸、且不大于探测器(12)的上表面尺寸，面源黑体(1)的辐射面发出的热辐射透过光阑孔(10)照射到探测器(12)上，壳体(9)外部设有模块化仪器(6)、计算机(8)和黑体控制器(7)，模块化仪器(6)用于驱动接口板(3)上的探测器(12)，计算机(8)通过模块化仪器(6)采集不同辐射温度下的探测器(12)的电信号数据；温度控制组件用于控制壳体内部环境温度，黑体控制器(7)用于控制面源黑体(1)的辐射温度。

【技术特征摘要】
1.一种红外焦平面探测器多芯测试装置，其特征在于：包括密闭的壳体(9)，壳体(9)内部从上至下依次设置面源黑体(1)、孔板(2)、接口板(3)、温度控制组件，面源黑体(1)的辐射面、孔板(2)、接口板(3)相互平行，孔板(2)上设有多个光阑孔(10)，接口板(3)上设有多个用于固定探测器(12)的探测器固定座(11)，探测器固定座(11)两侧设有模块化仪器(6)的信号接口(13)，光阑孔(10)和探测器固定座(11)的数量相同，且每个光阑孔(10)和探测器固定座(11)的中心位置上下对应，光阑孔(10)的直径不小于每个探测器(12)的焦平面阵列尺寸、且不大于探测器(12)的上表面尺寸，面源黑体(1)的辐射面发出的热辐射透过光阑孔(10)照射到探测器(12)上，壳体(9)外部设有模块化仪器(6)、计算机(8)和黑体控制器(7)，模块化仪器(6)用于驱动接口板(3)上的探测器(12)，计算机(8)通过模块化仪器(6)采集不同辐射温度下的探测器(12)的电信号数据；温度控制组件用于控制壳体内部环境温度，黑体控制器(7)用于控制面源黑体(1)的辐射温度。2.根据权利要求1所述的一种红外焦平面探测器多芯测试装置，其特征在于：温度控制组件包括温控板(4)和温度控制器(5)，温控板(4)和温度控制器(5)连接，温控板(4)平行于孔板(2)和接口板(3)，温控板的制冷采用热电致冷方式。3.根据权利要求1所述的一种红外焦平面探测器多芯测试装置，其特征在于：包括两个面源黑体(1)，每个面源黑体(1)下方分别设有一个相互平行的孔板(2)、接口板(3)、温控板(4)，孔板(2)上设有9个光阑孔(10)，接口板(3)上设有9个用于固定探测器(12)的探测器固定座(11)。4.据权利要求1所述的一种红外焦平面探测器多芯测试装置，其特征在于：接口板(3)为定制电路，通过计算机(8)控制模块化仪器(6)完成对多个被测红外焦平面探测器的驱动和数据采集，并适配多种红外焦平面探测器。5.据权利要求1所述的一种红外焦平面探测器多芯测试装置，其特征在于：模块化仪器(6)核心信号处理采用PXI/PXIe模块化仪器硬件平台构架，使用VC++软件平台，采用PXI/PXIe总线和PCI总线互联架构，模块包括远程控制模块、高精度电压模块、数字时序信号模块、USB模块、图像处理模块、数据采集模块；远程控制模块通过PXI/PXIe总线和PCI总线进行通信，使计算机能够控制模块化仪器和数据通信；高精度电压模块提供被测红外焦平面探测器的所需电压信号；数字时序信号模块用来产生模块化仪器内部各模块工作所需的时钟及系统复位信号；USB模块提供了计算机与外界交互的接口，进行控制信息的传输，或者作为数据传输的一种辅助手段；图像处理模块用来完成细节增强、增益控制、伽马校正功能，实现对红外图像的整体增强，提高图像质量，为图像筛选提供基础成像数据；数据采集模块用来将红外图像处理数据流各节点数据通过数字或模拟接口进行传输。6.一种权利要求1至5任意一项红外焦平面探测器多芯测试装置的测试方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘子骥，郭泽宇，石锦涛，徐灿明，张铭，王涛，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51