相敏檢波信號采集系統(tǒng)主要由低噪聲放大器、函數(shù)發(fā)生器和鎖相放大器構(gòu)成,基于相敏檢測技術(shù),對微弱周期溫升輻射信號進(jìn)行放大采集。雙波長帶通濾光片輻射計(jì)是光電探測子系統(tǒng)中的核心器件。由精密光闌、濾光片、探測器和恒溫水冷系統(tǒng)組成,可以減小由于光闌衍射效應(yīng)導(dǎo)致的修正,探測器的傾斜角度略有增大,可以有效減小光學(xué)器件間的多次反射。那么雙波長測溫儀有哪幾種放大器?
1、低噪聲放大器
由于主動式測溫系統(tǒng)中調(diào)制激光對高溫樣品表面溫度產(chǎn)生的溫升擾動相對于樣品自身溫度來說很微小,加之光路介質(zhì)造成的信號損失,濾光片輻射計(jì)可探測得到的溫升輻射信號十分有限。因此,如果將濾光片輻射計(jì)探測信號直接接入鎖相放大器進(jìn)行相敏檢波處理,信噪比可能很差,甚至無法分離出溫升輻射信號。所以主動式測溫系統(tǒng)中在濾光片輻射計(jì)與鎖相放大器之間接入低噪聲放大器對信號進(jìn)行先行放大,以便提升后續(xù)測量溫升輻射信號的信噪比。
2、數(shù)字鎖相放大器
鎖相放大器在科研領(lǐng)域通常被用于測量微小的交流信號,甚至當(dāng)待測信號弱于背景噪聲時,仍可以做出正確的測量。鎖相放大器基于相關(guān)原理設(shè)計(jì)而成,通道內(nèi)包含乘法器和積分器,可以將交流信號進(jìn)行相敏檢測處理放大。由于參考信號與待測信號同相位及同頻率,鎖相放大器可將特定頻率與相位的待測信號提取出來,并過濾掉噪聲。為方便提取鎖相放大器采集數(shù)據(jù),以及實(shí)時監(jiān)控樣品加熱溫度變化,對鎖相放大器以及樣品監(jiān)控?zé)犭娕纪饨訑?shù)字表進(jìn)行圖像化編程,終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動采集存儲。
成像與瞄準(zhǔn)裝置由光學(xué)透鏡成像鏡頭結(jié)合激光準(zhǔn)直器及光纖分束器構(gòu)成,用于將目標(biāo)成像至濾光片輻射計(jì)入口,考慮發(fā)射激光和探測溫升輻射需要同軸光路以及未來的應(yīng)用現(xiàn)場環(huán)境限制,要求光學(xué)鏡頭必須便攜、體積小,能夠安裝在三腳架上或光學(xué)平臺上,雙波長測溫儀要具備目視瞄準(zhǔn)或激光輔助瞄準(zhǔn)功能。