一種大功率無線光功率計制造技術

本發明專利技術公開了一種大功率無線光功率計，包括：探測器、程控放大電路、CPU處理單元、通信模塊以及顯示模塊，其特征在于，所述的探測器為熱電堆探測器，所述的熱電堆探測器將探測的光信號輸入至程控放大電路，所述的程控放大電路將接收到的光信號放大處理后輸入至CPU處理單元，所述的CPU處理單元將接收的放大光信號轉換為數字信號，并根據此數字信號控制程控放大電路量程的自動切換，然后計算得到光功率值，將光功率值通過通信模塊顯示于顯示模塊上。該功率計具有探測波長范圍寬、性能穩定、分靈敏度高、體積小、價格低、重量輕、使用方便以及可支持藍牙通訊等優點，廣泛應用于光纖通信、光學實驗、生物醫學等高新技術領域。

A high-power wireless optical power meter

The invention discloses a high power wireless optical power meter, including detector, programmable amplifier circuit, CPU processing unit, communication module and display module, which is characterized in that the detector is a thermopile detector, the detector will thermoelectric pile detection optical signal input to the programmable amplifier circuit, programmable amplifier circuit the received optical signal amplification processing input to the CPU processing unit, CPU unit of the light receiving amplifying signal into digital signal, and automatically switch according to the digital signal amplifying circuit control range, and then calculate the optical power value, the value of optical power through the communication module in the display module. The power meter detection with wide wavelength range, stable performance, high sensitivity, small size, low price, light weight, easy to use and can support Bluetooth communication and other advantages, widely used in optical fiber communication, optical experiment, biomedical and other high-tech fields.

【技術實現步驟摘要】
一種大功率無線光功率計
本專利技術屬于光功率測量
，具體涉及一種大功率無線光功率計。
技術介紹
光功率計是檢測光信號強弱的一種精密光學測量儀器，廣泛用于光纖通信、光學實驗、生物醫學等高新
在光纖通信領域中，它是測試光功率、光衰減量必不可少的測量儀表。因此，適用于工程施工現場且便于攜帶、操作簡便、性能穩定的光功率計越來越受到人們的青睞。但目前，國內所需光功率計大多來自進口，而國外光功率計的價格貴，配件品種多，使用操作也較復雜。此外，國外還有眾多的光功率計生產廠家，有著相當高的銷售額，總體來說，國內的光功率計市場幾乎被國外儀器壟斷。因此，研究和開發高性能、多功能、低成本以及具有完全自主知識產權的光功率計具有一定的實際意義。公開號為105928617A的中國專利申請公開了一種抗干擾能力強的光功率計，包括按順序依次通過導線電連接的光電轉換模塊、光電探測模塊、處理模塊和顯示模塊，處理模塊電連接有溫控模塊，光電轉換模塊、光電探測模塊、處理模塊和顯示模塊內均設有溫度傳感器，溫度傳感器與溫控模塊電連接，所述的處理模塊電連接有按鍵模塊，所述的按鍵模塊內設有溫度傳感器，溫度傳感器與溫控模塊電連接，所述的溫控模塊電連接有降溫設備，連接光電轉換模塊、光電探測模塊、處理模塊和顯示模塊的導線外覆有由環氧樹脂制成的絕緣保護層。該專利技術通過光電探測模塊對光信號進行探測，使得探測波長范圍比較小。
技術實現思路
鑒于上述，本專利技術提供了一種大功率無線光功率計，該光功率計具有探測波長范圍寬、性能穩定、分靈敏度高、體積小、價格低、重量輕、使用方便以及可支持藍牙通訊等優點，廣泛應用于光纖通信、光學實驗、生物醫學等高新
本專利技術采取的技術方案是：提供一種大功率無線光功率計，探測器、程控放大電路、CPU處理單元、通信模塊以及顯示模塊，所述的探測器為熱電堆探測器，所述的熱電堆探測器將探測的光信號輸入至程控放大電路，所述的程控放大電路將接收到的光信號放大處理后輸入至CPU處理單元，所述的CPU處理單元將接收的放大光信號轉換為數字信號，并根據此數字信號控制程控放大電路量程的自動切換，然后計算得到光功率值，將光功率值通過通信模塊顯示于顯示模塊上。所述的程控放大電路由相互并聯連接的多通道的模擬開關、N溝道場效應管以及運算放大器組成，所述的運算放大器的反向輸入和輸出端通過反饋電阻連接。所述的運算放大器的量程由多通道的模擬開關控制。所述的多通道的模擬開關為CD4051、MAX4051，作為優選，所述的多通道的模擬開關為CD4051，該CD4051具有低截止漏電流和低導通阻抗的單端雙向8選1模擬開關，具有靜態功耗極低、適用性強等優點，能夠控制運算放大器量程的自動切換。所述的N溝道場效應管為AO3402、AON6058，作為優選，所述的N溝道場效應管為AO3402，AO3402采用先進的溝槽技術提供出色的RDS(ON)，低柵極電荷和操作時柵極電壓低至2.5V。所述的運算放大器為AD8041、MAX4238、MAX4239，作為優選，所述的運算放大器為AD8041，AD8041是一款低功耗、電壓反饋型、高速放大器,設計采用+3V、+5V或±5V電源供電。它具有單電源供電能力,輸入電壓范圍是從負供電軌以下200mV至正供電軌1V范圍以內。作為優選，所述的程控放大電路由相互并聯連接的多通道的模擬開關CD4051、N溝道場效應管AO3402以及運算放大器AD8041組成。所述的信號處理電路用于對熱電堆探測器探測到的微弱的模擬光信號進行放大降噪處理。所述的CPU處理單元內置有模數轉換器，該模數轉換器用于將模擬信號轉換為數字信號。所述的CPU處理單元根據模數轉換器的轉換數值控制多通道的模擬開關將運算放大器設置到相應的放大檔位；當轉換數值小于預先設置參數時，判斷當前檔位是否為最低檔位，若是，表明此時測得的信號不在探測器的探測范圍內，停止探測，若否，CPU處理單元控制多通道的模擬開關將運算放大器切換至相鄰的較低檔位；當轉換數值大于預先設置參數時，判斷當前檔位是否為最高檔位，若是，表明此時測得的信號已超過探測器的探測范圍內，這將損壞探測器，停止探測，若否，CPU處理單元控制多通道的模擬開關將運算放大器切換至相鄰的較高檔位；實現測量功率范圍內的量程自動切換。根據熱電堆探測器的測探范圍，將所述的程控放大電路的量程檔位設置為6個。所述的CPU處理單元讀取CPU處理單元內置的EEPROM中的R值，并利用該R值對模數轉換后的轉換數值進行校準；所述的微處理器單元計算光功率，并接收波長切換命令和單位換算命令，并根據波長切換命令重新讀取波長重新計算光功率，根據單位換算命令進行光功率值單位轉換，得到用于顯示的光功率值。所述的通信模塊包括支持與windows系統與ios系統進行通信的藍牙模塊、人機接口。所述的顯示模塊包括APP、LCD屏。所述的CPU處理單元具有控制激光強度的PWM輸出。所述的CPU處理單元具有對激光進行反饋調節的0～5V的模擬電壓輸出。所述的CPU處理單元接收外部按鍵信號的輸入，進行觸發。所述的大功率無線光功率計用于實現范圍為100mW-100W的大功率光功率測量。所述的大功率無線光功率計對波長范圍為0.19-15um的激光實現大功率光功率測量。本專利技術提供的大功率無線光功率計具有探測波長范圍寬、性能穩定、靈敏度高、體積小、價格低、重量輕、使用方便以及可支持藍牙通訊等優點，廣泛應用于光纖通信、光學實驗、生物醫學等高新
附圖說明圖1是本專利技術實施例大功率無線光功率計的結構示意圖；圖2是本專利技術實施例程控放大電路的結構示意圖。具體實施方式為了更為具體地描述本專利技術，下面結合附圖及具體實施方式對本專利技術的技術方案進行詳細說明。本專利技術實例涉及一種大功率無線光功率計，如圖1所示，包括：熱電堆探測器、程控放大電路、芯片STM32、BM77藍牙模塊與人機接口、LCD顯示屏與APP。工作過程為：熱電堆探測器將檢測到的光信號轉變為電壓信號，電壓信號經過程控放大電路放大處理后，再由芯片STM32的內置的12位ADC進行模數轉換，芯片STM32根據轉換數值的大小控制程控放大電路切換到合適的量程以獲得可供計算顯示的數字量，并計算得到光功率值，將光功率值通過支持與windows系統和ios系統通信的BM77藍牙模塊傳輸至APP上進行顯示，或者通過藍牙USB傳輸送入具有背光的LCD屏進行顯示。同時，芯片STM32還可以通過PWM來調控被測激光的強度，輸出0～5V的模擬電壓對激光進行反饋調節，利用外觸發功能可以實現功率的單步測量。熱電堆探測器的工作原理為：當激光束擊中的熱電堆傳感器的表面上，入射輻射被所述被覆層內被吸收并轉化為熱，該熱量被流經從頂面至底部的傳感器，造成整個傳感器的溫度差。由于熱電效應，溫度差引起的電壓施加至傳感器元件內積聚并輸出。該輸出電壓是正比于入射輻射的功率。熱電探測器的表面通常鍍有吸收涂層，吸收涂層決定了檢測到的輻射的光譜范圍。當使用具有平坦光譜的寬帶吸收器時，熱電堆傳感對所有波長的輻射敏感。入射到檢測器表面的激光功率與檢測器的電壓輸出成比例。其計算公式為：式中：U代表探測器的輸出電壓，單位是V；Z是檢測器的輻射靈敏度，單位是mV/W。激光功率檢測器的靈敏度取決于使用它們本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種大功率無線光功率計，包括：探測器、程控放大電路、CPU處理單元、通信模塊以及顯示模塊，其特征在于，所述的探測器為熱電堆探測器，所述的熱電堆探測器將探測的光信號輸入至程控放大電路，所述的程控放大電路將接收到的光信號放大處理后輸入至CPU處理單元，所述的CPU處理單元將接收的放大光信號轉換為數字信號，并根據此數字信號控制程控放大電路量程的自動切換，然后計算得到光功率值，將光功率值通過通信模塊顯示于顯示模塊上。

【技術特征摘要】
1.一種大功率無線光功率計，包括：探測器、程控放大電路、CPU處理單元、通信模塊以及顯示模塊，其特征在于，所述的探測器為熱電堆探測器，所述的熱電堆探測器將探測的光信號輸入至程控放大電路，所述的程控放大電路將接收到的光信號放大處理后輸入至CPU處理單元，所述的CPU處理單元將接收的放大光信號轉換為數字信號，并根據此數字信號控制程控放大電路量程的自動切換，然后計算得到光功率值，將光功率值通過通信模塊顯示于顯示模塊上。2.根據權利要求1所述大功率無線光功率計，其特征在于，所述的CPU處理單元具有控制激光強度的PWM輸出。3.根據權利要求1所述大功率無線光功率計，其特征在于，所述的CPU處理單元具有對激光進行反饋調節的0～5V的模擬電壓輸出。4.根據權利要求1所述大功率無線光功率計，其特征在于，所述的CPU處理單元接收外部按鍵信號的輸入，進行觸發。5.根據權利要求1所述大功率無線光功率計，其特征在于，所述的程控放大電路由相互并聯連接的多通道的模擬開關、N溝道場效應管以及運算放大器組成，所述的運算放大器的反向輸入和輸出端通過反饋電阻連接，所述的運算放大器的量程由多通道的模擬開關控制。6.根據權利要求5所述大功率無線光功率計，其特征在于，所述的多通道的模擬開關為CD4051...

【專利技術屬性】
技術研發人員：隋成華，陳曉明，童建平，杜春年，楊浩，汪飛，
申請(專利權)人：杭州博源光電科技有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33