掃擺式干涉儀控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光電檢測領(lǐng)域，具體設(shè)及一種掃擺式干設(shè)儀控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 傅里葉變換光譜儀具有多通道，高光通量，高光譜分辨率W及高光譜準確度等優(yōu) 點。其核屯、部件邁克爾遜干設(shè)儀，保證了干設(shè)信號的形成。為了變換得到光譜圖，要求在等 光程差間距采樣干設(shè)圖信號，因此必須有精確的動鏡掃描位置測量和速度控制裝置。本發(fā) 明的發(fā)明人長期從事光電檢測設(shè)備的設(shè)計研究工作，并設(shè)計了一種新型掃擺式干設(shè)儀，其 大致結(jié)構(gòu)如圖1所示，該掃擺式干設(shè)儀包括一個分束鏡曰，兩個相互平行且同步轉(zhuǎn)動的反射 鏡bl、b2 (W下簡稱動鏡），W及兩個后向反射鏡cl、c2,平行光束入射到分束鏡a上，形成 透射光束和反射光束；透射光束和反射光束分別在兩動鏡bl、b2之間經(jīng)過若干次反射，然 后分別垂直照射在兩后向反射鏡cl、c2上，透射光束和反射光束分別經(jīng)兩后向反射鏡反射 后由原路徑返回，并在分束鏡匯合形成出射平行光束，通過控制兩動鏡bl、b2的擺動角度 就能改變透射光束與反射光束的光程差。然而，該干設(shè)儀在實際引用過程中還需要一套完 善的控制系統(tǒng)對干設(shè)儀的掃描速度、掃描距離進行精確控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種能夠精確控制掃擺式干設(shè)儀掃描速度及掃描距離的掃 擺式干設(shè)儀控制系統(tǒng)。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了W下技術(shù)方案：一種掃擺式干設(shè)儀控制系統(tǒng)，包 括：
[0005] 方向檢測單元，用于檢測干設(shè)儀動鏡的擺動方向；
[0006] 中點檢測單元，用于檢測干設(shè)儀零光程差時動鏡的位置；
[0007] 速度檢測單元，用于檢測干設(shè)儀光程差的變化速度；
[0008] 距離檢測單元，用于檢測干設(shè)儀光程差的變化量；
[0009] 驅(qū)動單元，用于驅(qū)動干設(shè)儀動鏡擺動；
[0010] 單片機，接收所述方向檢測單元、中點檢測單元、速度檢測單元、距離檢測單元檢 測的動鏡運動方向信號、過中點信號、光程差變化速度信號W及光程差變化量信號，并根據(jù) 運些信號W及預(yù)設(shè)的掃描速度和掃描距離來控制驅(qū)動單元動作。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)效果在于：通過各檢測單元的采樣，獲取干設(shè)儀動鏡的轉(zhuǎn)動方向、中 點位置、掃描速度W及掃描距離，確定干設(shè)儀的運動狀態(tài)，進而確定干設(shè)儀的下一步動作過 程，并通過驅(qū)動單元來實現(xiàn)下一步動作。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本發(fā)明的掃擺式干設(shè)儀的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0013]圖2是本發(fā)明的一維PSD信號探測和處理模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；
[0015] 圖4是本發(fā)明的單片機結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0016] 一種掃擺式干設(shè)儀控制系統(tǒng)，包括：
[0017] 方向檢測單元，用于檢測干設(shè)儀動鏡bl、b2的擺動方向；
[0018] 中點檢測單元，用于檢測干設(shè)儀22零光程差時動鏡bl、b2的位置；
[0019] 速度檢測單元，用于檢測干設(shè)儀22光程差的變化速度；
[0020] 距離檢測單元，用于檢測干設(shè)儀22光程差的變化量；
[0021] 驅(qū)動單元35,用于驅(qū)動干設(shè)儀動鏡bl、b2擺動；
[0022] 單片機30,接收所述方向檢測單元、中點檢測單元、速度檢測單元、距離檢測單元 檢測的動鏡bl、b2運動方向信號、過中點信號、光程差變化速度信號W及光程差變化量信 號，并根據(jù)運些信號W及預(yù)設(shè)的目標(biāo)掃描速度和掃描距離，采用反饋控制方法控制驅(qū)動單 元35動作。
[0023] 優(yōu)選的，如圖2、3所示，系統(tǒng)包括兼做方向檢測單元和中點檢測單元的一維PSD信 號探測和處理模塊10,所述一維PSD信號探測和處理模塊10包括隨動鏡bl、b2同步擺動的 平面反射鏡12,W及固定設(shè)置的一字線型激光器11和一維PSD探測器13,所述一字線型激 光器11發(fā)出的激光照射在平面反射鏡12上，反射光束再照射在一維PSD探測器13的PSD 光敏面上，當(dāng)動鏡bl、b2位于零光程差位置時，該反射光束照射在所述PSD光敏面的中點； 所述一維PSD探測器13與信號處理電路14相連，由信號處理電路14輸出掃描位置信號和 掃描中點脈沖信號，所述掃描位置信號經(jīng)ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸入單片機30,所述掃描 中點脈沖信號輸入單片機30的中斷系統(tǒng)。進一步的，所述單片機30通過通信模塊與計算 機34互聯(lián)。
[0024] 作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，一字線型激光器11發(fā)出波長650nm的紅光激光，線寬 為0. 5mm，發(fā)射扇角為5度，照射到平面反射鏡12上，反射光束被一維PSD探測器13檢測， 實現(xiàn)掃描方向和中點的檢測，一字線型激光器11、平面反射鏡12、一維PSD探測器13位于 同一水平面內(nèi)。動鏡bl、b2被安裝在一矩形框架內(nèi)部的兩側(cè)，在電機的驅(qū)動下做往返搖擺 運動，平面反射鏡12安裝在該矩形框架頂部，隨動鏡bl、b2同步運動。設(shè)PSD的光敏面長 度為以PSD兩端輸出電流為Ii和I2光束距離檢測區(qū)中屯、線的距離為X，則有如下公式：
(1).
[00%] 由此公式可計算出X，由PSD信號處理電路14輸出的位置信息經(jīng)過放大電路后輸 入至單片機30,由計算機34檢測并判斷得到干設(shè)儀的掃描方向。調(diào)整平面反射鏡12的位 置，使干設(shè)儀的零光程差位置與反射激光經(jīng)過PSD光敏面時的位置重合，當(dāng)光束經(jīng)過PSD光 敏面中點時，兩端輸出電流相同，經(jīng)過一個比較電路之后，生成一個中點觸發(fā)脈沖至單片機 30的中斷系統(tǒng)，從而判斷出掃描中點。
[0027] 優(yōu)選的，如圖3、4所示，系統(tǒng)包括兼做速度檢測單元和距離檢測單元的單色激光 干設(shè)模塊20,所述單色激光干設(shè)模塊20包括單色激光器21和單色激光干設(shè)圖探測與處理 模塊，所述單色激光器21發(fā)出的光束進入干設(shè)儀22,經(jīng)干設(shè)調(diào)制后的出射光束由單色激光 干設(shè)圖探測與處理模塊接收；
[0028] 所述單色激光干設(shè)圖探測與處理模塊包括用于接收單色激光干設(shè)圖信號的光電 探測器23,該信號再經(jīng)放大電路24和濾波電路25處理，輸出正弦波信號，該正弦波信號再 經(jīng)過方波整形電路26變?yōu)橥芷诘姆讲ㄐ盘枺摲讲ㄐ盘柦?jīng)由觸發(fā)器構(gòu)成的脈沖整形電 路27生成過零點脈沖信號，過零點脈沖信號發(fā)送至單片機30,單片機對過零點脈沖信號 進行計數(shù)，從而得出干設(shè)儀光程差變化量；所述過零點脈沖信號同時輸入至一個獨立的定 時/計數(shù)器31，定時/計數(shù)器31利用控制系統(tǒng)的時鐘作為脈沖計數(shù)的基準源，對單位時間 內(nèi)