申请/专利权人：桂林理工大学

申请日：2023-12-26

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN117826123A

主分类号：G01S7/486

分类号：G01S7/486;G01S7/483

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.04.05#公开

摘要：本发明公开了一种水深探测激光雷达双光学接收通道的光电倍增管保护系统，通过光电倍增管门控技术，利用STM32单片机作为主控模块，高速AD采集模块，基于双光学接收通道，设计了一种光电倍增管保护系统。包括步骤1：分别计算不同光学接收通道的激光回波接收功率比；步骤2：AD采样模块对激光回波信号进行采集并对数据进行峰值判断，随后将峰值信息传输至主控模块；步骤3：主控模块采集到回波信号强度信息后，根据所接收到的回波信号强度及所计算不同光学接收通道回波接收效率比，分别进行光电倍增管门控控制，若出现饱和回波信号则通过光电倍增管门控控制停止光电倍增管工作，并调整外部激光器功率，实现光电倍增管多重保护。

主权项：1.水深探测激光雷达双光学接收通道的光电倍增管保护系统，其特征在于如下步骤：第一，分别计算不同光学接收通道的激光回波接收功率比，首先对光电倍增管所能输出电流大小计算，对于光电倍增管输出电流可用公式1计算 式中代表光电倍增管输出的电流；代表光电倍增管光阴极面的灵敏度；代表光在环境衰减后光电倍增管所能接收到的光功率；代表受光电倍增管偏置电压；其中光学接收通道接收回波功率可用公式2表示： 式中，为水底回波功率，为水体后向散射功率；水底和水体的后向散射激光回波信号接收功率可分别用公式3和4计算： 式中，是海底回波信号功率，是水深，是激光峰值功率，是水底反射率，是接收视场孔径面积，是光学接收通道接收效率，是激光进入海水后传播方向与垂直方向的夹角，为等效航高，为水体吸收系数、为水体后向散射系数，是视场损失因子，是激光脉宽，为水体折射率，是体积散射函数取180°时的值；根据光学接收通道设计，结合公式1、2、3、4计算不同光学接收通道的激光雷达回波信号接收效率比；第二，光学接收通道所接收的回波信号通过光电倍增管及后端处理电路传输至高速AD采集模块，AD采样模块通过设计峰值模块对采集的数据进行峰值判断，并将峰值信息传输至主控模块；其中，后端电路中衰减器对光电倍增管采集信号进行衰减至AD采样模块采集的阈值范围，衰减器电压转换可用公式5进行表示： 式中，代表输入电压，代表输出电压，为衰减量；AD采样模块采集电压范围为-0.85v至+0.85v，转换位数为14位，其对应的模数转换公式可用式6表示： 式中，为采集电压，为采集电压范围，为采集后所转换数值，高速AD采集模块中设计峰值鉴别模块，匹配激光脉冲周期，对每一个高速AD采集模块时钟周期中采集后转换数值进行记录，并与前一时钟周期数值进行比较，记录最大值，当对比完整的激光脉冲周期，所得最大数值通过串口传输至光电倍增管保护系统的主控模块，作为保护系统的回波信号强度信息；第三，主控模块采集到回波信号强度信息后，根据所计算不同光学接收通道回波接收效率比，对强光通道所接入的2号光电倍增管及后端处理电路在当前工作状态下所能采集到的回波信号强度进行预先计算，当判断为可进行正常工作状态时，对2号光电倍增管输入门控开启信号使其正常工作，当判断存在光电倍增管损坏危险时，禁止输入门控开启信号，调小激光能量；运行同时，对1号光电倍增管及后端处理电路、2号光电倍增管及后端处理电路所采集到的当前回波信号强度进行实时检测，若出现饱和回波信号则停止输入门控开启信号，并调整外部激光强度，实现光电倍增管多重保护。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 桂林理工大学 水深探测激光雷达双光学接收通道的光电倍增管保护系统

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD