一种航空相机焦面温度控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及航空相机技术领域，特别是涉及一种航空相机温度控制系统及其控制方法。本发明专利技术针对温度过高或者过低影响航空相机成像性能的问题，提出一种控制航空相机焦面组件温度的系统及其控制方法。本发明专利技术的控制系统包括温度传感器、温度控制器、至少一个温度控制装置及安装法兰。本发明专利技术的温度控制系统中，通过温度传感器监测航空相机焦面组件的实时温度，温度控制器判定温度传感器读取的温度是否超出预设阈值，当温度高于预设阈值的上限时，温度控制器激活制冷固态继电器，启动温度控制装置中的帕尔贴制冷；当温度低于预设阈值的下限时，温度控制器激活制热固态继电器，启动温度控制装置中的帕尔贴制热。由此实现对焦面组件温度的控制。

【技术实现步骤摘要】
一种航空相机焦面温度控制系统及其控制方法
本专利技术属于航空相机
，特别是涉及一种航空相机焦面温度控制系统及其控制方法。
技术介绍
航空相机的焦面组件一般由高度集成的面阵探测器或者线阵探测器组成，工作时将光信号转化为电信号进行存储，焦面组件是航空相机的关键部件，对相机的性能具有决定性的影响。焦面组件对温度有比较严格的要求，过低的温度会使焦面组件中的探测器、控制设备等电子设备无法正常启动，造成航空相机不能成像，过高的温度会导致探测器暗电流及噪声增加，降低系统信噪比，影响成像质量，而且目前航空相机所用探测器的集成度越来越高，体积也越来越小，探测器的热流密度和发热量越来越大，致使即使在允许的工作温度条件下，长时间工作时也会导致探测器发热量大，温度升高，影响航空相机的性能。因此，需要对航空相机焦面进行温度稳定性设计，合理有效的温度稳定性装置可以提高航空相机的可靠性，保证航空相机的成像质量。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中的上述问题，提出一种可以保证航空相机焦面组件的温度稳定的控制系统和控制方法，解决低温时焦平面无法工作及环境温度过高或长时间工作导致的航空相机成像性能下降的问题。本专利技术提供了一种航空相机焦面温度控制系统，包括温度传感器、温度控制器、至少一个温度控制装置及安装法兰；所述温度传感器设置在焦面组件上，所述温度传感器测量所述焦面组件的当前温度；所述温度控制器读取所述温度传感器的温度并依据所述温度输出指令到所述温度控制装置；所述温度控制装置和焦面组件通过所述安装法兰连接，所述温度控制装置根据温度控制器输出的指令对所述焦面组件进行温度调节；所述安装法兰由导热材料制成，所述焦面组件温度调节是通过所述安装法兰的热能传导实现。进一步的，所述温度控制装置为两个以上时，所述温度控制装置相互并联连接并同时工作，所述温度控制器包括第一继电器和第二继电器，第一继电器用于驱动相互并联连接的所述温度控制装置加热，第二继电器用于驱动相互并联连接的所述温度控制装置制冷。进一步的，所述温度控制装置为两个以上时，每个所述温度控制装置单独工作，所述温度控制器为每个所述温度控制装置配备第一继电器和第二继电器，其中第一继电器用于驱动所述温度控制装置加热，第二继电器用于驱动所述温度控制装置制冷。进一步的，所述温度控制装置包括隔热罩、波导板围绕形成的容纳腔，以及从隔热罩底部到波导板依次设置的帕尔贴、散热片和风机。作为优选，所述帕尔贴包括第一绝缘导热板、第二绝缘导热板、半导体部分以及隔热填充部分，所述帕尔贴的隔热填充部分与所述隔热罩构成连续的隔热系统。作为优选，所述隔热罩的底部设有开窗，所述开窗内设有导热板，所述帕尔贴设置在所述导热板的一侧。作为优选，所述导热材料为导热系数在150W/m·K以上的金属、金属合金或金属嵌合物。进一步的，还包括航空相机外罩，所述航空相机外罩设置在所述温度控制装置外围，对所述航空相机进行保护与电磁防护。另一方面，本专利技术还提供了一种航空相机焦面温度控制方法，所述航空相机焦面温度控制方法包括以下步骤：S1、温度传感器检测焦面组件温度；S2、温度控制器读取温度传感器数据并判断温度是否超出预设阈值范围；S3、温度控制装置接收温度控制器的指令并根据温度控制器输出的指令对所述焦面组件进行温度调节：如果温度超预设阈值上限，温度控制器激活用于制冷的继电器，启动温度控制装置中的帕尔贴制冷，同时开启风机；如果温度超预设阈值下限，温度控制器激活用于制热的继电器，启动温度控制装置中的帕尔贴制热，同时开启风机；如果温度在预设阈值范围内，温度控制器返回读取温度传感器数据步骤。第三方面，本专利技术还提供了一种航空相机，包括上述温度控制系统。本专利技术的有益效果在于：a)利用两个继电器来控制通过帕尔贴的电流方向，实现对航空相机焦面组件的加热或者制冷，解决了低温时焦平面组件无法工作及环境温度过高或长时间工作导致的航空相机成像性能下降的问题，装置简单可靠，安装、维护方便。b)通过波导板设计保证了系统的电磁兼容性。附图说明图1为本专利技术的航空相机组件示意图；图2为本专利技术的温度控制装置的结构示意图；图3为本专利技术的温度控制装置的沿竖直方向的剖面图；图4为本专利技术的帕尔贴的一组设置方式的示意图；图5为本专利技术的帕尔贴的另一组设置方式的示意图；图6为本专利技术的温度控制装置的工作流程示意图；图7为本专利技术的温度控制装置的帕尔贴控制电路图；图标说明：10、航空相机组件1、焦面组件2、温度控制装置3、安装法兰4、航空相机外罩5、温度传感器6、温度控制器21、隔热罩211、导热板22、连接器23、隔热罩边缘部分231、内连接组件232、外连接组件24、波导板241、波导板孔25、风机26、散热片27、帕尔贴271、帕尔贴第一绝缘导热板272、帕尔贴第二绝缘导热板273、帕尔贴半导体部分274、帕尔贴隔热填充部分具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，而不构成对本专利技术的限制。为了克服环境温度及长时间工作对航空相机焦面组件的影响，本专利技术的目的在于创建一种控制航空相机焦面温度控制系统及其控制方法。本专利技术的温度控制系统中，通过温度传感器监测航空相机焦面组件的实时温度，温度控制器判定温度传感器读取的温度是否超出预设阈值，当温度数据高于预设阈值的上限时，温度控制器激活制冷固态继电器，启动温度控制装置中的帕尔贴制冷；当温度数据低于预设阈值的下限时，温度控制器激活制热固态继电器，启动温度控制装置中的帕尔贴制热。由此实现对焦面组件温度的控制。图1为本专利技术的航空相机组件10的示意图，焦面组件1为温度控制对象。位于焦面组件1两侧的温度控制装置2用于调控焦面组件1的温度。温度控制装置2与焦面组件1通过安装法兰3连接。航空相机外罩4设置在所述温度控制装置2远离安装法兰3的一端，航空相机外罩4用于航空相机的保护。与温度控制装置2对应的温度传感器5设置在焦面组件1上，用于测量焦面组件温度。温度控制器6依据温度传感器5感测的数据控制温度控制装置2对焦面组件1进行加热或致冷。图1中给出了温度控制器6与温度控制装置2设置在航空相机外罩4同侧的一种设置方式，温度控制器6的位置也可以设置在航空相机外罩4远离温度控制装置2的一侧，也可以设置在任何不干涉其他部件的位置。图1中给出了温度控制装置2为两个的一种实施方式，当然温度控制装置2的个数可以根据实际需求进行调整，但至少需要有一个。图2为本专利技术所述的温度控制装置2的结构示意图。图2a为本专利技术的温度控制装置2后侧视图。温度控制装置2背部连接有安装法兰3，安装法兰3用于温度控制装置2与焦面组件1的连接，并且同时用于温度控制装置2与焦面组件1之间热量的传导。温度控制装置2包含隔热罩21，隔热罩21可以限制隔热罩21内部散热元件与航空相机内部组件的热量交换。隔热罩21外表面一侧具有连接器22，连接器22将温度控制装置2的隔热罩内部元件与温度控制系统电气连接。隔热罩21具有边缘部分23，边缘部分具有两种连接件组，其中内连接件组231用于与航空相机外罩连接，外连接件组232用于波导板24(图中未示出)的连接。图2b为本专利技术的温度控制装置2的前侧视图。波导板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航空相机焦面温度控制系统，其特征在于，包括温度传感器、温度控制器、至少一个温度控制装置及安装法兰；所述温度传感器设置在焦面组件上，所述温度传感器测量所述焦面组件的当前温度；所述温度控制器读取所述温度传感器的温度并依据所述温度输出指令到所述温度控制装置；所述温度控制装置和焦面组件通过所述安装法兰连接，所述温度控制装置根据温度控制器输出的指令对所述焦面组件进行温度调节；所述安装法兰由导热材料制成，所述焦面组件温度调节是通过所述安装法兰的热能传导实现。

【技术特征摘要】
1.一种航空相机焦面温度控制系统，其特征在于，包括温度传感器、温度控制器、至少一个温度控制装置及安装法兰；所述温度传感器设置在焦面组件上，所述温度传感器测量所述焦面组件的当前温度；所述温度控制器读取所述温度传感器的温度并依据所述温度输出指令到所述温度控制装置；所述温度控制装置和焦面组件通过所述安装法兰连接，所述温度控制装置根据温度控制器输出的指令对所述焦面组件进行温度调节；所述安装法兰由导热材料制成，所述焦面组件温度调节是通过所述安装法兰的热能传导实现。2.如权利要求1所述的航空相机焦面温度控制系统，其特征在于，所述温度控制装置为两个以上时，所述温度控制装置相互并联连接并同时工作，所述温度控制器包括第一继电器和第二继电器，第一继电器用于驱动相互并联连接的所述温度控制装置加热，第二继电器用于驱动相互并联连接的所述温度控制装置制冷。3.如权利要求1所述的航空相机焦面温度控制系统，其特征在于，所述温度控制装置为两个以上时，每个所述温度控制装置单独工作，所述温度控制器为每个所述温度控制装置配备第一继电器和第二继电器，其中第一继电器用于驱动所述温度控制装置加热，第二继电器用于驱动所述温度控制装置制冷。4.如权利要求1所述的航空相机焦面温度控制系统，其特征在于，所述温度控制装置包括隔热罩、波导板围绕形成的容纳腔，以及从隔热罩底部到波导板依次设置的帕尔贴、散热片和风机。5.如权利要求4所述的航空相机焦面温度控制系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑丽娜，远国勤，匡海鹏，张健，李昕阳，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22