相敏檢波信號采集系統主要由低噪聲放大器、函數發生器和鎖相放大器構成,基于相敏檢測技術,對微弱周期溫升輻射信號進行放大采集。雙波長帶通濾光片輻射計是光電探測子系統中的核心器件。由精密光闌、濾光片、探測器和恒溫水冷系統組成,可以減小由于光闌衍射效應導致的修正,探測器的傾斜角度略有增大,可以有效減小光學器件間的多次反射。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中調制激光對高溫樣品表面溫度產生的溫升擾動相對于樣品自身溫度來說很微小,加之光路介質造成的信號損失,濾光片輻射計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探測信號直接接入鎖相放大器進行相敏檢波處理,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中在濾光片輻射計與鎖相放大器之間接入低噪聲放大器對信號進行先行放大,以便提升后續測量溫升輻射信號的信噪比。
2、數字鎖相放大器
鎖相放大器在科研領域通常被用于測量微小的交流信號,甚至當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原理設計而成,通道內包含乘法器和積分器,可以將交流信號進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據,以及實時監控樣品加熱溫度變化,對鎖相放大器以及樣品監控熱電偶外接數字表進行圖像化編程,終實現數據自動采集存儲。
成像與瞄準裝置由光學透鏡成像鏡頭結合激光準直器及光纖分束器構成,用于將目標成像至濾光片輻射計入口,考慮發射激光和探測溫升輻射需要同軸光路以及未來的應用現場環境限制,要求光學鏡頭必須便攜、體積小,能夠安裝在三腳架上或光學平臺上,雙波長測溫儀要具備目視瞄準或激光輔助瞄準功能。