本实用新型涉及红外图像模拟的技术领域，尤其涉及一种新型红外特征模拟装置及组件。
背景技术：
随着红外探测器技术的飞速发展，红外热成像技术在军用市场和民用市场中被大力推广。现有的红外热成像设备在模拟目标特征时，通常需要将设备制作成预模拟的目标形状，再通过硬件电路对靶面上与目标相似的特征部分或者整个靶面进行直接加热，这就使得整个红外目标模拟系统存在体积较大，造价更高、可靠性难以控制以及移动不方便的弊端，尤其在复杂环境中，上述弊端更加明显，限制了红外热成像技术的大力发展。
技术实现要素：
本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种新型的廉价、小型化、高可靠性和便携的红外特征模拟装置及组件。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种新型红外特征模拟装置，包括：第一阵列式结构和控制电路，所述第一阵列式结构包括多个模拟单元，所述模拟单元包括固定层，所述固定层上设有绝缘层，所述绝缘层上设有导线层，所述导线层上设有发热层，所述发热层上设有热效应层，所述控制电路通过导线层的导线与所述发热层电气连接。
优选地，所述控制电路包括：控制信号输入模块、主控芯片、行列选通电路、驱动电路、电源模块以及供电模块，所述控制信号输入模块的输出端与所述主控芯片的输入端电气连接，所述主控芯片的输出端与所述行列选通电路的输入端电气连接，所述行列选通电路的输出端与所述驱动电路的输入端电气连接，所述驱动电路的输出端与所述电源模块的输入端电气连接，所述电源模块的输出端与所述第一阵列式结构中的所有模拟单元电气连接，所述供电模块的输出端分别与所述主控芯片的电源端、所述电源模块的电源端电气连接。
优选地，每个模拟单元的热效应层上均设有一个或多个温度传感器，每个温度传感器均与所述主控芯片的输入端电气连接。
优选地，所述行列选通电路包括：行选通电路和列选通电路，所述驱动电路包括：行驱动电路和列驱动电路，所述主控芯片的输出端分别与所述行选通电路的输入端、所述列选通电路的输入端电气连接，所述行选通电路的输出端、所述列选通电路的输出端的输出端分别对应与所述行驱动电路的输入端、所述列驱动电路的输入端电气连接，所述行驱动电路的输出端与所述电源模块的输入端电气连接，所述电源模块的输出端与所有模拟单元中的发热层电气连接，所述列驱动电路的输出端与所有模拟单元中的发热层电气连接。
优选地，所述控制信号输入模块包括：人机交互模块，所述人机交互模块包括：按键模块和LCD模块。
优选地，所述第一阵列式结构为3×3的阵列结构。
相应地，一种新型红外特征模拟组件，包括：第二阵列式结构，所述第二阵列式结构包括多个如上任一所述的新型红外特征模拟装置。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本实用新型中的红外特征模拟装置由多个模拟单元构成的阵列结构组成，每个模拟单元均由固定层、绝缘层、导线层、发热层和热效应层组成，一个阵列结构配置一个控制电路，控制电路与每个模拟单元的发热层进行电气连接；工作时，根据预模拟目标的不同特征要求，通过控制电路对不同的模拟单元中的发热层进行加热，热效应层用于将发热层的热量均匀化，导线层用于为发热层和控制电路提供导线的连接走线，绝缘层用于隔热以减少热传导损失，固定层用于加固整个模拟单元的机械结构。本实用新型中的模拟装置体积较小，造价便宜，携带方便，既可单独工作，模拟不同目标的红外特征，也可将多个阵列结构组合在一起工作，形成拓扑结构，显示不同形状的红外特征，方便安装于复杂的应用环境中，在进行模拟控制时，不需要经过复杂的计算和建模就能逼真地模拟出目标的红外特征，缩短了整个装置的工作流程；本实用新型采用的是板块化设计，可根据实际情况更改大小、外形，以便更加符合模拟目标的特征要求，生成清晰度更高的目标红外特征图像。
2、本实用新型中的控制电路主要由控制信号输入模块、主控芯片、行列选通电路、驱动电路、电源模块以及供电模块组成，主控芯片接收控制信号输入模块输入的控制信号后，向行列选通电路输出不同占空比的脉冲进行扫描，选通指定的模拟单元的电源输入回路，驱动电路根据行列选通电路的结果，控制电源模块向选通的模拟单元中的发热层灌输电流进行加热，而电源模块和整个控制电路的电能则由供电模块提供；本实用新型中的控制电路结构简单，易于实现，成本较低，能够促进整个模拟装置的大范围应用。
3、本实用新型还可在热效应层上设置一个或多个温度传感器，用于实时监测模拟单元的加热温度，并将温度的监测数据反馈给主控芯片，以使主控芯片能够更加准确地控制加热温度，提高了装置的模拟精度和适用性。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
图1为本实用新型提供的一种新型红外特征模拟装置中模拟单元实施例一的结构示意图；
图2为本实用新型提供的一种新型红外特征模拟装置中控制电路实施例一的结构示意图；
图3为本实用新型提供的一种新型红外特征模拟装置中控制电路实施例二的结构示意图；
图4为本实用新型提供的一种新型红外特征模拟装置中控制电路实施例三的结构示意图；
图5为本实用新型提供的一种新型红外特征模拟组件实施例一的结构示意图；
图中：10为第一阵列式结构，20为控制电路，101为固定层，102为绝缘层，103为导线层，104为发热层，105为热效应层，106为温度传感器，201为控制信号输入模块，202为主控芯片，203为行列选通电路，204为驱动电路，205为电源模块，206为供电模块，2031为行选通电路，2032为列选通电路，2041为行驱动电路，2042为列驱动电路，2011为按键模块，2012为LCD模块。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本发明提供了一种新型红外特征模拟装置，所述的新型红外特征模拟装置包括：第一阵列式结构10和控制电路20，所述第一阵列式结构10包括多个模拟单元，图1为模拟单元实施例一的结构示意图，如图1所示，所述模拟单元可包括固定层101，所述固定层101上设有绝缘层102，所述绝缘层102上设有导线层103，所述导线层103上设有发热层104，所述发热层104上设有热效应层105，所述控制电路20通过导线层103的导线与所述发热层104电气连接。
在具体实施时，可根据实际需求加入不同的功能层。
具体地，所述热效应层105可为片状的云母片，发热层104的发热元件的数量与热效应层105的数量应为一一对应关系。
具体地，所述发热层104可由薄膜式或片状式的发热元件构成，例如：用于加热的阻值约为1欧姆的薄膜电阻，发热元件可将热效应层105加热至150℃，若发热元件的硬度较小，可采用高温胶将发热元件与热效应层105粘贴在一起，若发热元件的硬度较大，可用螺丝固定等机械固定方式将发热元件与热效应层105固定在一起。
具体地，所述绝缘层102可为陶瓷纤维布，绝缘层102可根据工作条件的不同，选用不同的层数和材质。
具体地，所述固定层101可为钢板，也可为铝合金板。
工作时，根据预模拟目标的不同特征要求，通过控制电路20对不同的模拟单元中的发热层104进行加热，热效应层105用于将发热层104的热量均匀化，导线层103用于为发热层104和控制电路提供导线的连接走线，绝缘层102用于隔热以减少热传导损失，固定层101用于加固整个模拟单元的机械结构。本实施例中的模拟装置体积较小，造价便宜，携带方便，既可单独工作，模拟不同目标的红外特征，也可将多个阵列结构组合在一起工作，形成拓扑结构，显示不同形状的红外特征，方便安装于复杂的应用环境中，在进行模拟控制时，不需要经过复杂的计算和建模就能逼真地模拟出目标的红外特征，缩短了整个装置的工作流程；本实施例采用的是板块化设计，可根据实际情况更改大小、外形，以便更加符合模拟目标的特征要求，生成清晰度更高的目标红外特征图像。
图2为上述新型红外特征模拟装置中控制电路实施例一的结构示意图，如图2所示，所述控制电路20可包括：控制信号输入模块201、主控芯片202、行列选通电路203、驱动电路204、电源模块205以及供电模块206，所述控制信号输入模块201的输出端与所述主控芯片202的输入端电气连接，所述主控芯片202的输出端与所述行列选通电路203的输入端电气连接，所述行列选通电路203的输出端与所述驱动电路204的输入端电气连接，所述驱动电路204的输出端与所述电源模块205的输入端电气连接，所述电源模块205的输出端与所述第一阵列式结构中的所有模拟单元电气连接，所述供电模块206的输出端分别与所述主控芯片202的电源端、所述电源模块205的电源端电气连接。
具体地，驱动电路204中可包含隔离部分，用于隔离大电流电源和主控芯片202。电源由具体环境而确定，可以是交流，也可以是直流，可根据不同的环境和工作条件来确定电压电流等参数。
所述控制电路20在进行工作时，所述主控芯片202接收控制信号输入模块201输入的控制信号后，向行列选通电路203输出不同占空比的脉冲进行扫描，选通指定的模拟单元的电源输入回路，驱动电路204根据行列选通电路203的结果，控制电源模块205向选通的模拟单元中的发热层104灌输电流进行加热，而电源模块205和整个控制电路20的电能则由供电模块206提供；本实施例中的控制电路20结构简单，易于实现，成本较低，能够促进整个模拟装置的大范围应用。
图3为上述新型红外特征模拟装置中控制电路实施例二的结构示意图，如图3所示，在实施例一的基础上，每个模拟单元的热效应层105上均可设有一个或多个温度传感器106（图中仅示出一个），每个温度传感器106均与所述主控芯片202的输入端电气连接。
具体地，所述温度传感器106可设置于所述热效应层105和所述发热层104之间。
在具体实施时，所述温度传感器106用于实时监测模拟单元的加热温度，并将温度的监测数据反馈给主控芯片202，以使主控芯片202能够更加准确地控制加热温度，提高了装置的模拟精度和适用性。
图4为上述新型红外特征模拟装置中控制电路实施例三的结构示意图，如图4所示，在实施例二的基础上，所述行列选通电路203可包括：行选通电路2031和列选通电路2032，所述驱动电路204可包括：行驱动电路2041和列驱动电路2042，所述主控芯片202的输出端分别与所述行选通电路2031的输入端、所述列选通电路2032的输入端电气连接，所述行选通电路2031的输出端、所述列选通电路2032的输出端的输出端分别对应与所述行驱动电路2041的输入端、所述列驱动电路2042的输入端电气连接，所述行驱动电路2041的输出端与所述电源模块205的输入端电气连接，所述电源模块205的输出端与所有模拟单元中的发热层104电气连接，所述列驱动电路2042的输出端与所有模拟单元中的发热层104电气连接。
具体地，所述控制信号输入模块201可包括：人机交互模块，所述人机交互模块包括：按键模块2011和LCD模块2012。
在具体实施时，所述按键模块2011和所述LCD模块2012用于显示和设置参数，人机交互模块除了上述两个模块，还可根据实际需求增设其他的功能外设模块。
具体地，所述第一阵列式结构可为3×3的阵列结构。
本发明还提供了一种新型红外特征模拟组件，该模拟组件可包括：第二阵列式结构，所述第二阵列式结构可包括多个如上所述的新型红外特征模拟装置。图5为所述新型红外特征模拟组件实施例一的结构示意图，为了简要说明，本实施例中的新型红外特征模拟装置为五个（控制电路20未示出），所述新型红外特征模拟装置中的第一阵列式结构10为3×3的阵列结构，即具有9个模拟单元。图5所示的模拟组件为要显示一个“+”，将多个模拟装置拼接成类似的形状，再细致绘制显示图形。
在具体实施时，该新型红外特征模拟组件的亮点除了可以根据预模拟目标的特征需求将多个模拟装置组合起来形成不同的目标形状，还可将多个模拟装置设置成主从关系，实现每个模拟装置中主控芯片202之间的通信，实现数据共享，协调控制整个系统。以图5中的新型红外特征模拟组件为例，对所有模拟装置进行编号（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ、Ⅴ……），定义其中一个为主模拟装置（比如定义Ⅲ为主要控制单元），则其他的为从模拟装置，主模拟装置中的主控芯片202可以设置和显示参数，可给其他从模拟装置中的主控芯片202发送显示哪部分图像以及加热温度数据，并可从其他从模拟装置中的主控芯片202获取温度数据，实现闭环控制。具体地，各个主控芯片202可直接通过总线连接。
在实际应用中，对于需要模拟出表面积较大、外形特征较复杂的实际目标，本实用新型显得尤其实用，可根据目标的大小、形状在同一拼接面板上进行显示。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。