基于改进PSO的蝶形半导体激光器温控系统的设计

提出了基于改进粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)的蝶形半导体激光器温度控制系统。利用蝶形半导体激光器内部热电冷却器(Thermo-Electric Cooler,TEC)作为被控对象求出其传递函数,并在Simulink仿真工具中搭建温度控制系统仿真模型,分析温度对激光器工作的影响。基于改进PSO算法来优化比例积分微分(Proportional-Integral-Derivative,PID)控制器参数以达到良好的温度控制效果。实验结果表明,通过将改进PSO算法优化后的PID控制器参数应用到温控电路,可以保证激光器在安全平稳运行的前提下,达到激光器TEC温控系统稳定性高、响应速度快的目标,2 h内温度最大浮动误差为0.13℃,温度稳定性提升至0.52%。

采用线性自抗扰技术的高精度温度控制系统研制

随着光电检测技术的发展,红外气体检测技术在诸多领域有着广泛的应用。温度对于气体浓度及同位素丰度检测有着重要影响,采用比例-积分-微分(PID)控制算法的传统温度控制系统存在超调、响应时间慢和精度低的缺点。针对上述问题,首先使用COMSOL软件进行有限元分析,确定加热结构;然后以STM32单片机作为主控器件,通过16位AD芯片LTC1864进行实时温度数据采集;最后采用线性自抗扰算法(LADRC)算法调节PWM波,实现控制半导体制冷器(TEC)对系统温度的高精度实时动态调节。在19.8℃的环境温度下,进行目标温度为32℃的温控实验。结果表明,采用LADRC算法的温度控制系统在稳定工作时,温度波动标准差为0.035 7℃,相比于采用PID算法的温度控制系统,具有无超调、响应时间快和高精度的优点。

小型半导体制冷恒温控制系统的实验研究

构建了一种新型的基于半导体制冷的小型恒温控制系统 ,利用该系统对影响半导体制冷效果的关键因素进行了实验研究 ,并且给出了优化半导体制冷效果的改进意见 ,在开环实验测定系统控制参数的基础上 ,利用单片机对半导体制冷进行了闭环自动控制实验 ,室温下 ,加负载 ,控制温度范围为 6～ 7℃ .系统在航天、医疗以及民用的小冷量制冷领域都可得到广泛的应用。

大功率半导体激光器有源区温度影响因素分析

为了提高大功率半导体激光器模块散热性能,文中数值模拟研究了激光器模块的温度场,分析了焊料导热系数及其厚度、热沉导热系数和半导体制冷器冷面温度对芯片有源区温度及模块散热性能的影响规律.结果表明:焊料厚度在2~24μm范围内,无高阻层形成,模块散热性能稳定,而当焊料厚度大于24μm后,有源区温度迅速升高;随着热沉导热系数的增加,有源区温度呈指数形式下降,且当其导热系数小于1200 W/m·K时,温度降低更显著;半导体制冷器冷面温度与有源区温度呈比例系数为1的线性关系.

船用光纤陀螺精密温控系统的设计与实现

为解决高精度船用光纤陀螺仪漂移随温度变化的问题,以半导体制冷器为温控执行元件,以TMS320C6713B为控制芯片,设计了一小型精密温度控制系统,以减小温度变化对船用光纤陀螺的影响。系统以PT1000精密铂电阻为敏感元件,采用三线制接入惠斯通电桥实现温度信号检测;通过软件补偿和数字滤波实现精密温度测量;设计带隔离保护功能的H桥驱动电路,实现PID控制;实现温控箱体的恒温控制。控制系统在1 h内达到了恒温状态,且控制精度在0.1℃。变温试验的测试结果表明:所设计的温控系统满足设计指标。

半导体激光器温度控制的研究

本文研究了半导体激光器的温度特性 ;提出了半导体激光器的高精度温度控制方法和保证温度信号检测、传输精度的方法 ;

高稳定度激光光源数字温控技术

通过测量激光二级管(LD)制冷模块的响应曲线,采用曲线拟合的方法建立其数学模型,并针对该模型没计比例-积分-微分(PID)控制器控制LD的温度。实际测试证明该PID控制器能有效补偿制冷模块的相位延时,使LD的温度稳定度达到±0.05℃。

一种新型的基于TEC的精密温控器设计

提出了一种新型的基于半导体制冷的小型恒温控制系统,该系统利用专用控制芯片MAX1978 对半导体制冷进行闭环自动控制。室温环境下,控制温度范围为 10℃～45℃,精度可达 0.1℃。系统具有速度快、精度高、无转动部件等优点,为提高光纤陀螺惯导系统温度稳定性、迅速达到稳定工作状态提供了一种实用方法,也为类似的温度控制系统提供了有益的参考。

基于遗传算法的半导体激光器温度控制系统

针对半导体激光器工作温度随时间变化存在漂移和不稳定的问题,提出了基于遗传算法的半导体激光器温度控制系统.将单片机、铂电阻和TEC半导体制冷器分别作为系统的处理器、温度敏感器和温控执行器,通过遗传算法模型来分析被控对象的物理特性,利用遗传算法的快速搜索能力来训练温度控制的权系数,并对设计的系统进行实验验证.结果表明,该系统的温度控制精度为±0. 002℃,控制范围为5~70℃,超调量低于8%,能够实现高精度和宽范围的控制效果,具有较好的工程应用价值.

陷阱探测器温控装置的设计

陷阱探测器是太阳光谱辐照度仪中的核心部件,其响应率会随温度变化,为了保证在野外大温度范围内太阳光谱辐照度的长期高精度观测,需要对其进行自动温度控制。提出了使用半导体制冷器(TEC)来进行温控的方法,分别设计了基于DSP和基于ADN8830两种温控电路来实现TEC的驱动控制,基于DSP的方法使用数字温度传感器DS18B20作为温度传感器,通过开关-PID算法产生控制信号来驱动TEC,基于ADN8830的方法使用热敏电阻作为温度传感器,采用内部的集成算法来进行温度控制。通过实验对两种温控电路的效果进行了比较测试,结果表明,相较于基于DSP的方法,基于ADN8830的温控方法简单且效率高,能够在-10℃～40℃的范围内,快速、有效地控制陷阱探测器的温度,使其稳定工作在25土0.12℃的范围内。

基于H桥驱动电路的半导体制冷片恒温控制系统

设计了一种以单片机HT46R47为核心,半导体制冷片为发热制冷体的智能恒温控制系统.通过H桥驱动电路控制半导体制冷片进行加热或制冷,实现了自动恒温控制.

基于PID算法的大功率泵浦激光器温控系统设计

设计了一种基于数字PID算法的大功率泵浦激光器温度控制系统,该系统采用ARM2210作为处理器,高精度NTC(负温度系数热敏电阻)和TEC(半导体制冷器)分别作为温度传感器和温控执行元件,并对传统的PID算法和参数进行改进和整定、修正,驱动芯片选用MAX1968,在节省大量电路设计的同时大大提高了温度控制精度和抗干扰能力。实验结果表明:该系统在0～40℃温度范围内的控温稳定性优于±0.05℃,能够有效抑制LD波长的漂移。

半导体制冷器在临床低温治疗中的应用设计

介绍一种恒温控制的半导体制冷器,用于临床上的低温治疗。

帕尔帖器件在生化分析仪中的应用及生化分析仪维修

本文介绍帕尔帖器件的基本原理和它在半自动生化分析仪中的应用,以及生化分析仪在使用中易出现的故障及维修方法。

飞行器机载精密仪器温控系统性能的实验研究

为提高飞行器机载精密仪器的性能,设计了一种基于被动散热与主动控温的温控系统。该系统采用热管和辐射涂层作为被动散热装置将仪器内热量传出,再利用半导体制冷器和保温层进行第一级控温,并利用电加热装置进行第二级控温,最后设计控制逻辑进行控温。搭建了验证实验台,测试了不同工况下温控系统的温控精度。结果表明,在不同环境温度和温控系统设定温度工况下,该温控系统的温控精度均在±0.1℃以内。

大功率半导体激光器温度控制技术研究

介绍了半导体激光器温度控制器的结构组成,给出了控制流过TEC电流幅度、方向和最大值的方法,利用PID实现精确温度控制。实验结果表明,控制的温度范围可达-15～+60℃,温度稳定性为0.02℃。

通信用大功率半导体激光器的温控系统

主要叙述通信用大功率半导体激光器温控原理及激光组件的构成。解决了大功率半导体激光器工程应用中输出功率和波长随温度变化较大的问题。

基于半导体制冷的大功率LED温度控制系统

采用半导体制冷技术对大功率LED主动散热，设计并搭建了以微控制器（STC89C52）和半导体制冷器（TECI-12703）为核心的大功率LED温度控制系统，实现了温度的测量、显示、设置及控制。该温控系统的控制部分输出不同占空比的PWM波，控制半导体制冷片驱动电流的大小，从而达到不同的制冷效果，完成温度控制。实验结果表明，当环境温度为22～25℃时使用该系统对7×3W的LED模组进行温度控制，可使LED模组的基板温度稳定在40～70℃。LED基板的上、下极限温度分别设置为64℃和65℃时，实际制冷所消耗的功率只有LED工作功率的27％。该系统制冷速度可达14℃／min，温度波动仅为±0．5℃，满足LED散热的需要。

半导体激光器功率控制系统的研究

为了保障半导体激光器具有稳定的发射功率和良好的工作环境,设计完成了自动功率控制电路和自动温度控制电路。采用负反馈运算放大电路构成恒流源,光电反馈实现闭环控制,可稳定输出功率。同时,利用FPGA控制DRV593驱动半导体制冷器完成自动温度控制,将半导体激光器的工作温度控制在一定范围内。实验结果表明,系统工作时,温度控制精度可达±0.1℃,激光器功率稳定度优于0.74%,实现了精确的功率控制,满足实际应用需求。

基于半导体制冷的小空间控温除湿系统研究

利用半导体制冷技术设计了一个适用于小型仪器的小空间控温除湿系统。本系统采用两个半导体制冷装置,一个主要用于降温除湿,另一个则用于温度补偿。利用该系统对半导体制冷片工作电压、风流量等影响控温除湿的关键因素进行了开环实验研究,并在此基础上编写了湿度控制优先的模糊控制程序,实现闭环自动控制。实验结果表明,该控温除湿系统具有响应速度快,稳态精度高,除湿能力强等优点。