本發(fā)明涉及pmt光子計數(shù)器，尤其是pmt光子計數(shù)器的測試系統(tǒng)，具體而言涉及一種用于pmt光子計數(shù)評價的可輸出穩(wěn)定功率的led光源及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、pmt光子計數(shù)型模組在化學(xué)發(fā)光、免疫檢測等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。pmt光子計數(shù)型模組一般由光電倍增管和后端電子學(xué)組件組成，其計數(shù)靈敏度是評價pmt光子計數(shù)型模組的關(guān)鍵指標(biāo)，直接影響化學(xué)發(fā)光免疫分析儀等檢測儀器的準(zhǔn)確性。由于目前生產(chǎn)工藝難以保證每只pmt光子計數(shù)型模組的計數(shù)靈敏度完全一致，個體之間的計數(shù)靈敏度離散較大，導(dǎo)致不同pmt光子計數(shù)型模組對同樣光強的光輸出的光子數(shù)存在著一些偏差，因此需要對多組pmt光子計數(shù)型模組的靈敏度進(jìn)行調(diào)節(jié)使其具有較高一致性，以減少每臺檢測儀器的測試值的偏差。

2、現(xiàn)有用于評價pmt光子計數(shù)型模組計數(shù)靈敏度的測試裝置中所用到的光源穩(wěn)定性欠佳，使得所測的pmt光子計數(shù)型模組計數(shù)靈敏度存在較大的誤差，為了使得所測試的每只產(chǎn)品的計數(shù)靈敏度在數(shù)值上盡可能的準(zhǔn)確，以實現(xiàn)批次產(chǎn)品間較高的一致性或某些特定場景下用于標(biāo)定的目的，針對pmt光子計數(shù)評價的穩(wěn)定性和精確度，需要提供一種可輸出穩(wěn)定功率的led光源模組。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有光子計數(shù)評價使用的led光源的缺陷與不足，根據(jù)本發(fā)明目的在于提供一種用于pmt光子計數(shù)評價的可輸出穩(wěn)定功率的led光源，包括led光源電路、避光及出光結(jié)構(gòu)；

2、所述led光源電路，包括led發(fā)光二極管、功率調(diào)節(jié)子電路以及調(diào)控發(fā)光穩(wěn)定子電路；

3、所述led發(fā)光二極管設(shè)置在所述功率調(diào)節(jié)子電路的輸出端，經(jīng)由功率調(diào)節(jié)子電路控制調(diào)節(jié)所述led發(fā)光二極管的輸出功率；

4、所述調(diào)控發(fā)光穩(wěn)定子電路與所述功率調(diào)節(jié)子電路連接，用于根據(jù)實時采集的led發(fā)光二極管的發(fā)光強度的變化，經(jīng)由負(fù)反饋電路反饋至所述功率調(diào)節(jié)子電路，使得所述功率調(diào)節(jié)子電路的輸出保持穩(wěn)定，以調(diào)控led光源電路的穩(wěn)定發(fā)光功率；

5、所述避光及出光結(jié)構(gòu)均被布置在led光源pcb電路板上，所述避光及出光結(jié)構(gòu)設(shè)置在led光源電路對應(yīng)led發(fā)光二極管的位置；其中，在避光及出光結(jié)構(gòu)的一側(cè)表面設(shè)置避光凹槽，將led發(fā)光二極管容置在避光凹槽內(nèi)，在避光凹槽內(nèi)位于led發(fā)光二極管正前方的位置開設(shè)一貫通的微孔作為出光孔；在避光及出光結(jié)構(gòu)的相對另一側(cè)表面設(shè)置圓形凹槽，該圓形凹槽以出光孔為圓心位置；在所述圓形凹槽內(nèi)配置與其形狀與深度適配的散光片，用于對經(jīng)由出光孔導(dǎo)出的光進(jìn)行均勻散光，擴寬光源發(fā)光面。

6、進(jìn)一步的實施例中，所述功率調(diào)節(jié)子電路包括第一運算放大器u1、第一電阻r1、第二電阻r2、可調(diào)電阻器vr1、第一電容c1以及電壓參考芯片u2；

7、所述電壓參考芯片u2的輸出端先串聯(lián)第一電阻r1后，再連接可調(diào)電阻器vr1的抽頭端和其中一端，可調(diào)電阻器vr1的另一端接地；所述電壓參考芯片u2的輸出端還連接至基準(zhǔn)參考電壓vref；

8、第一電阻r1和可調(diào)電阻器vr1串聯(lián)的節(jié)點處串聯(lián)第二電阻r2，然后接入第一運算放大器u1的正相輸入端；

9、第一運算放大器u1反相輸入端與輸出端之間連接第一電容c1；

10、所述第一運算放大器u1輸出端連接所述led發(fā)光二極管d1的一端，led發(fā)光二極管d1另一端連接至電源電路，由電源電路提供供電。

11、進(jìn)一步的實施例中，通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻器vr1的阻值，使得功率調(diào)節(jié)子電路鏈路中等效電阻的阻值發(fā)生變化，以調(diào)整所述第一運算放大器u1同相輸入端電壓值，進(jìn)而改變第一運算放大器u1反相輸入端電壓值，反相輸入端電壓值的改變進(jìn)一步通過跨接在反相輸入端和輸出端的第一電容c1而改變第一運算放大器u1輸出端的電壓值uout，從而調(diào)整所述led發(fā)光二極管的輸出功率的變化。

12、進(jìn)一步的實施例中，所述調(diào)控發(fā)光穩(wěn)定子電路包括第二運算放大器u3、光電二極管pd1、第二電容c2、第三電阻r3以及第四電阻r4；

13、所述光電二極管pd1的位置位于第二運算放大器u3的反相和同相輸入端；光電二極管pd1的正極接第二運算放大器u3的同相輸入端并且接地，光電二極管pd1的負(fù)極接第二運算放大器u3的反相輸入端，反相輸入端和輸出端通過第三電阻r3連接，形成負(fù)反饋電路；

14、第二運算放大器u3的輸出端通過第四電阻r4連接至功率調(diào)節(jié)子電路中的第一運算放大器u1的反相輸入端；在黑暗環(huán)境中，迫使光電二極管pd1兩端的電壓為0v；

15、經(jīng)由避光及出光結(jié)構(gòu)的避光處理，功率調(diào)節(jié)子電路中的led發(fā)光二極管d1發(fā)出的光撞擊到光電二極管pd1會產(chǎn)生從陽極到陰極的電流，表現(xiàn)為第二運算放大器u3的輸出電壓的增加；

16、受光控制的光電二極管pd1的電子和空穴在其pn結(jié)上的流動，導(dǎo)致電流從二極管的陰極傳導(dǎo)到陽極，其中光電二極管pd1輸出的電流隨著led發(fā)光二極管d1亮度的增強而增加。

17、進(jìn)一步的實施例中，所述光電二極管pd1的電流隨著采集到的led發(fā)光二極管d1所發(fā)出的光而產(chǎn)生變化，通過負(fù)反饋電路將該變化反饋至所述功率調(diào)節(jié)子電路的第一運算放大器u1的反相輸入端，使得所述第一運算放大器u1的正、反相輸入端電壓保持相等，從而實現(xiàn)穩(wěn)定led發(fā)光二極管的發(fā)光功率的功能。

18、進(jìn)一步的實施例中，所述避光及出光結(jié)構(gòu)根據(jù)光電二極管pd1和led發(fā)光二極管d1的高度分別挖出對應(yīng)高度的凹槽，以在不受到光電二極管pd1和led發(fā)光二極管d1高度干涉的情況下無縫貼合到pcb電路板，實現(xiàn)避光效果。

19、根據(jù)本發(fā)明目的的第二方面，還提出一種用于pmt光子計數(shù)評價的可輸出穩(wěn)定功率的led光源的控制方法，該控制方法包括以下步驟：

20、調(diào)整所述可變電阻器vr1的阻值，使得可變電阻器vr1阻值變大，其所獲得的分壓隨之增大，進(jìn)一步使得第一運算放大器u1的同相輸入端電壓ui+增大，鑒于第一運算放大器u1的正、反相輸入端電壓保持相等，其反相輸入端電壓ui-增大，第一運算放大器u1的輸出端電壓uout增大，led發(fā)光二極管d1的輸出功率增加，發(fā)光變強；

21、鑒于led發(fā)光二極管d1的輸出功率增加、發(fā)光變強，光電二極管pd1接收到發(fā)光增強后，pn結(jié)上的流動的電路ipd增大，第二運算放大器u3的uout增大，反饋到第一運算放大器u1的反相輸入端ui-增大，直至led發(fā)光二極管d1發(fā)光穩(wěn)定，整個電路達(dá)到平衡狀態(tài)。

22、應(yīng)當(dāng)理解，前述構(gòu)思以及在下面更加詳細(xì)地描述的額外構(gòu)思的所有組合只要在這樣的構(gòu)思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的發(fā)明主題的一部分。另外，所要求保護的主題的所有組合都被視為本公開的發(fā)明主題的一部分。

23、結(jié)合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本發(fā)明教導(dǎo)的前述和其他方面、實施例和特征。本發(fā)明的其他附加方面例如示例性實施方式的特征和/或有益效果將在下面的描述中顯見，或通過根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的具體實施方式的實踐中得知。

技術(shù)特征：

1.一種用于pmt光子計數(shù)評價的可輸出穩(wěn)定功率的led光源，其特征在于，包括led光源電路、避光及出光結(jié)構(gòu)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于pmt光子計數(shù)評價的可輸出穩(wěn)定功率的led光源，其特征在于，所述功率調(diào)節(jié)子電路包括第一運算放大器u1、第一電阻r1、第二電阻r2、可調(diào)電阻器vr1、第一電容c1以及電壓參考芯片u2；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于pmt光子計數(shù)評價的可輸出穩(wěn)定功率的led光源，其特征在于，通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻器vr1的阻值，使得功率調(diào)節(jié)子電路鏈路中等效電阻的阻值發(fā)生變化，以調(diào)整所述第一運算放大器u1同相輸入端電壓值，進(jìn)而改變第一運算放大器u1反相輸入端電壓值，反相輸入端電壓值的改變進(jìn)一步通過跨接在反相輸入端和輸出端的第一電容c1而改變第一運算放大器u1輸出端的電壓值uout，從而調(diào)整所述led發(fā)光二極管的輸出功率的變化。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于pmt光子計數(shù)評價的可輸出穩(wěn)定功率的led光源，其特征在于，所述調(diào)控發(fā)光穩(wěn)定子電路包括第二運算放大器u3、光電二極管pd1、第二電容c2、第三電阻r3以及第四電阻r4；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于pmt光子計數(shù)評價的可輸出穩(wěn)定功率的led光源，其特征在于，所述光電二極管pd1的電流隨著采集到的led發(fā)光二極管d1所發(fā)出的光而產(chǎn)生變化，通過負(fù)反饋電路將該變化反饋至所述功率調(diào)節(jié)子電路的第一運算放大器u1的反相輸入端，使得所述第一運算放大器u1的正、反相輸入端電壓保持相等，從而實現(xiàn)穩(wěn)定led發(fā)光二極管的發(fā)光功率的功能。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于pmt光子計數(shù)評價的可輸出穩(wěn)定功率的led光源，其特征在于，所述避光及出光結(jié)構(gòu)根據(jù)光電二極管pd1和led發(fā)光二極管d1的高度分別挖出對應(yīng)高度的凹槽，以在不受到光電二極管pd1和led發(fā)光二極管d1高度干涉的情況下無縫貼合到pcb電路板，實現(xiàn)避光效果。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于pmt光子計數(shù)評價的可輸出穩(wěn)定功率的led光源，其特征在于，所述避光及出光結(jié)構(gòu)上，設(shè)置避光凹槽的一側(cè)表面為平坦表面，其無縫貼合到pcb電路板，并通過膠層粘貼到pcb電路板。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于pmt光子計數(shù)評價的可輸出穩(wěn)定功率的led光源，其特征在于，所述出光孔為直徑1絲的貫通微孔。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于pmt光子計數(shù)評價的可輸出穩(wěn)定功率的led光源，其特征在于，所述散光片為透明材質(zhì)的均勻散光鏡片。

10.一種根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項所述的用于pmt光子計數(shù)評價的可輸出穩(wěn)定功率的led光源的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種用于PMT光子計數(shù)評價的可輸出穩(wěn)定功率的LED光源及其控制方法，該LED光源包括LED光源電路、避光及出光結(jié)構(gòu)。其中的LED光源電路由LED發(fā)光二極管、功率調(diào)節(jié)子電路以及調(diào)控發(fā)光穩(wěn)定子電路構(gòu)成。功率調(diào)節(jié)子電路通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻的阻值，可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)光源功率的功能。調(diào)控發(fā)光穩(wěn)定子電路配合功率調(diào)節(jié)子電路，控制整個電路達(dá)到平衡狀態(tài)。通過本發(fā)明PMT光子計數(shù)評價的可輸出穩(wěn)定功率的LED光源，可輸出穩(wěn)定功率，LED光源電路滿功率輸出時，光源可保持持續(xù)輸出200小時以上，用于實現(xiàn)對PMT光子計數(shù)型模組計數(shù)靈敏度的一致性檢測。

技術(shù)研發(fā)人員：陳坦坦,趙園園,張勇川,王文譽,虞年,李珅,吳凱,王興超,司曙光,任玲
受保護的技術(shù)使用者：北方夜視科技（南京）研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2