一种医用内窥镜光源主机、半导体激光器温度控制方法与流程
本技术涉及计算机，特别涉及一种医用内窥镜光源主机、半导体激光器温度控制方法及存储介质。
背景技术：
1、半导体激光器是一种使用半导体材料作为工作物质的激光器，也称为激光二极管(laser diode，ld)。半导体激光器具有尺寸小、效率高、功耗低、可靠性好以及使用寿命长等优点，广泛用于医疗、国防军事及工业测试等各个领域。
2、半导体激光器的输出功率、中心波长、阈值电流和使用寿命等特性均与其自身的温度相关，因此，对半导体激光器进行高精度的温度控制至关重要。
3、传统的半导体激光器温度控制方法，通常利用数字pid控制算法整定参数，一旦参数整定计算好后，在整个控制过程中，参数都是固定不变的。然而，半导体激光器的温度是具有不稳定性、不确定性、时变性、非线性和时滞性等特性的，用同一组参数去适应温度控制系统的全过程，控制精度较低。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术中的问题，本技术实施例提供了一种医用内窥镜光源主机、半导体激光器温度控制方法及存储介质，可以提高对于半导体激光器温度的控制精度。
2、第一方面，本技术实施例提供一种医用内窥镜光源主机，所述医用内窥镜光源主机包括半导体激光器、制冷片、第一温度传感器、第二温度传感器、散热装置和处理器；所述制冷片的冷端连接所述半导体激光器，所述制冷片的热端连接所述散热装置；所述第一温度传感器连接所述制冷片的冷端；所述第二温度传感器连接所述制冷片的热端；
3、所述第一温度传感器用于监测所述制冷片的冷端温度；所述第二温度传感用于监测所述制冷片的热端温度；
4、所述处理器被配置为：
5、获取所述制冷片的冷端温度和热端温度；
6、确定设定的目标温度与所述制冷片的冷端温度的差值；
7、根据所述差值和所述制冷片的热端温度，分别确定针对所述制冷片的第一控制参数和针对所述散热装置的第二控制参数；
8、基于所述第一控制参数控制所述制冷片，并基于所述第二控制参数控制所述散热装置，以使所述半导体激光器的温度处于包含所述目标温度的设定温度范围内。
9、在一种可能的实施方式中，所述处理器具体被配置为：
10、以所述差值为横坐标，所述热端温度为纵坐标，在控制坐标系中确定坐标点；所述控制坐标系的横轴和纵轴分别按设定的坐标刻度分为多个分段，所述横轴的多个分段和所述纵轴的多个分段将所述控制坐标系划分为多个网格，每个网格具有对应的控制策略；
11、确定所述坐标点在所述控制坐标系中所属的目标网格，并根据所述目标网格对应的控制策略，分别确定针对所述制冷片的第一控制参数和针对所述散热装置的第二控制参数。
12、在一种可能的实施方式中，所述横轴上设定的坐标刻度包括迟滞下限刻度、迟滞上限刻度、死区下限刻度和死区上限刻度，所述纵轴上设定的坐标刻度包括正常刻度、限制下限刻度、限制上限刻度和危险限制刻度。
13、在一种可能的实施方式中，所述处理器具体被配置为：确定所述第一温度传感器的第一电阻值，并根据所述第一电阻值确定所述制冷片的冷端温度；确定所述第二温度传感器的第二电阻值，并根据所述第二电阻值确定所述制冷器的热端温度。
14、在一种可能的实施方式中，所述多个网格中的任一网格对应的控制策略包括用于确定所述制冷片的第一控制参数的参数确定策略，以及针对所述散热装置的第二控制参数。
15、在一种可能的实施方式中，属于第一控制区的网格对应的参数确定策略为：将当前时刻热端温度对应的最大输出电压，作为所述制冷片的输出电压；
16、属于第二控制区的网格对应的参数确定策略为：根据所述目标温度与当前时刻冷端温度的差值、差值增量与温度采样周期的比值的加权和，确定所述制冷片的输出电压；所述差值增量是根据所述目标温度与当前时刻冷端温度的差值，以及所述目标温度与上一时刻冷端温度的差值确定的；
17、属于第三控制区的网格对应的参数确定策略为：根据所述目标温度与当前冷端温度的差值、所述目标温度与温度采样周期内每个采样时刻的冷端温度的差值之和、所述差值增量与温度采样周期的比值的加权和，确定所述制冷片的输出电压；
18、属于第四控制区的网格对应的参数确定策略为：将设定的最小输出电压作为所述制冷片的输出电压；
19、属于第五控制区的网格对应的参数确定策略为：若上一时刻制冷片的输出电压为设定的最小输出电压，则将所述最小输出电压作为所述制冷片的输出电压；否则，将当前热端温度对应的最大输出电压，作为所述制冷片的输出电压；
20、属于第六控制区的网格对应的参数确定策略为，若上一时刻制冷片的输出电压为设定的最小输出电压，则将所述最小输出电压作为所述制冷片的输出电压；否则，根据所述目标温度与当前冷端温度的差值、所述目标温度与温度采样周期内每个采样时刻的冷端温度的差值之和、所述差值增量与温度采样周期的比值的加权和，确定所述制冷片的输出电压。
21、在一种可能的实施方式中，所述第二控制参数为所述散热装置的脉冲占空比。
22、第二方面，本技术实施例提供一种半导体激光器温度控制方法，应用于医用内窥镜光源主机，所述方法包括：
23、获取所述制冷片的冷端温度和热端温度；
24、确定设定的目标温度与所述制冷片的冷端温度的差值；
25、根据所述差值和所述制冷片的热端温度，分别确定针对所述制冷片的第一控制参数和针对所述散热装置的第二控制参数；
26、基于所述第一控制参数控制所述制冷片，并基于所述第二控制参数控制所述散热装置，以使所述半导体激光器的温度处于包含所述目标温度的设定温度范围内。
27、第三方面，本技术实施例提供一种半导体激光器温度控制装置，包括：
28、数据获取单元，用于获取所述制冷片的冷端温度和热端温度。
29、控制单元，用于确定设定的目标温度与所述制冷片的冷端温度的差值；
30、根据所述差值和所述制冷片的热端温度，分别确定针对所述制冷片的第一控制参数和针对所述散热装置的第二控制参数；
31、基于所述第一控制参数控制所述制冷片，并基于所述第二控制参数控制所述散热装置，以使所述半导体激光器的温度处于包含所述目标温度的设定温度范围内。
32、第四方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现第二方面所述的方法。
33、本技术实施例提供的一种医用内窥镜光源主机、半导体激光器温度控制方法及存储介质，可以根据制冷片的热端温度，以及设定的目标温度与制冷片的冷端温度的差值，分别确定针对制冷片的第一控制参数和针对散热装置的第二控制参数，并基于第一控制参数控制制冷片，基于第二控制参数控制散热装置，以使半导体激光器的温度处于包含目标温度的设定温度范围内。根据制冷片的热端温度，以及设定的目标温度与制冷片的冷端温度的差值，对制冷片和散热装置及时地进行参数调整，可以提高对于半导体激光器温度的控制精度。
技术特征：
1.一种医用内窥镜光源主机，其特征在于，所述医用内窥镜光源主机包括半导体激光器、制冷片、第一温度传感器、第二温度传感器、散热装置和处理器；所述制冷片的冷端连接所述半导体激光器，所述制冷片的热端连接所述散热装置；所述第一温度传感器连接所述制冷片的冷端；所述第二温度传感器连接所述制冷片的热端；
2.根据权利要求1所述的医用内窥镜光源主机，其特征在于，所述处理器具体被配置为：
3.根据权利要求2所述的医用内窥镜光源主机，其特征在于，所述横轴上设定的坐标刻度包括迟滞下限刻度、迟滞上限刻度、死区下限刻度和死区上限刻度，所述纵轴上设定的坐标刻度包括正常刻度、限制下限刻度、限制上限刻度和危险限制刻度。
4.根据权利要求1所述的医用内窥镜光源主机，其特征在于，所述处理器具体被配置为：确定所述第一温度传感器的第一电阻值，并根据所述第一电阻值确定所述制冷片的冷端温度；确定所述第二温度传感器的第二电阻值，并根据所述第二电阻值确定所述制冷器的热端温度。
5.根据权利要求2所述的医用内窥镜光源主机，其特征在于，所述多个网格中的任一网格对应的控制策略包括用于确定所述制冷片的第一控制参数的参数确定策略，以及针对所述散热装置的第二控制参数。
6.根据权利要求5所述的医用内窥镜光源主机，其特征在于，所述第一控制参数为所述制冷片的输出电压，所述多个网格被化分为多个控制区，属于同一控制区的网格对应相同的参数确定策略，属于不同控制区的网格对应不同的参数确定策略。
7.根据权利要求5所述的医用内窥镜光源主机，其特征在于，所述第二控制参数为所述散热装置的脉冲占空比。
8.一种半导体激光器温度控制方法，其特征在于，应用于医用内窥镜光源主机，所述方法包括；
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述差值和所述制冷片的热端温度，分别确定针对所述制冷片的第一控制参数和针对所述散热装置的第二控制参数，包括：
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求8～9所述的方法。
技术总结
本申请提供一种医用内窥镜光源主机、半导体激光器温度控制方法及存储介质，属于计算机技术领域。可以根据制冷片的热端温度，以及设定的目标温度与制冷片的冷端温度的差值，分别确定针对制冷片的第一控制参数和针对散热装置的第二控制参数，并基于第一控制参数控制制冷片，基于第二控制参数控制散热装置，以使半导体激光器的温度处于包含目标温度的设定温度范围内。根据制冷片的热端温度，以及设定的目标温度与制冷片的冷端温度的差值，对制冷片和散热装置及时地进行参数调整，可以提高对于半导体激光器温度的控制精度。
技术研发人员：王小乾,田恒,范家忠
受保护的技术使用者：青岛海信医疗设备股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23