激光雷达的染料流路系统及染料液路换向控制方法

本发明涉及激光雷达，更具体地，涉及一种激光雷达的染料流路系统及激光雷达的染料液路换向控制方法。

背景技术：

1、大气的温度、风场等参数对于气象、航空航天、国防等领域都具有重要的价值，激光雷达作为获取上述参数的一种有效的探测手段，在由于其波长的特殊性，在雷达系统的发射机部分需要使用以液态染料为工作物质的脉冲染料放大器对功率较弱的三频准连续种子光在532nm强脉冲激光的泵浦下进行放大。而染料罐中不断循环的染料实际寿命也相当有限，1l激光染料通常在24小时的持续工作时间内就需要进行更换；另外，激光染料的溶剂与溶质通常都对人体具有一定的毒害性，长时间频繁地进行染料的人工更换会对操作人员的身体健康产生一定的负面影响。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种激光雷达的染料流路系统及染料液路换向控制方法。

2、本发明实施例的一个方面提供了一种激光雷达的染料流路系统，包括：染料替换装置，用于提供新的激光染料；多端口导通装置，多端口导通装置的第一端口与染料替换装置的输出端连接；染料装置，包括：染料存储机构，染料存储机构的第一端与多端口导通装置的第二端口连接；脉冲染料放大器，脉冲染料放大器的第一端与染料存储机构的第二端连接，脉冲染料放大器的第二端与多端口导通装置的第三端口连接，其中，脉冲染料放大器中的激光染料用于对激光雷达的种子激光进行脉冲放大；染料回收装置，染料回收装置的输入端与多端口导通装置的第四端口连接；其中，在控制模块的控制下，使得多端口导通装置中相应的至少两个端口切换开闭状态，以将染料存储机构中的激光染料循环进入脉冲染料放大器参与激光的脉冲放大，或者将染料存储机构中的旧的激光染料输入染料回收装置中并将染料替换装置中的新的激光染料输送至染料存储机构以实现染料的自动更换。

3、根据本发明的实施例，多端口导通装置包括：两个液路换向装置，其中，每个液路换向装置至少具有四个端口，第一个液路换向装置的第一个端口与染料替换装置的输出端连接，第一个液路换向装置的第二个端口与染料存储机构的第一端连接，第二个液路换向装置的第一个端口与染料回收装置的输入端连接，第二个液路换向装置的第二个端口与脉冲染料放大器的第二端连接；导通管，导通管用于与第一个液路换向装置的第三个端口和第四个端口以及第二个液路换向装置的第三个端口和第四个端口连通。

4、根据本发明的实施例，液路换向装置包括：安装底座；常开电磁阀和常闭电磁阀，均设置在安装底座上，第一个液路换向装置中的常开电磁阀的第一端口与染料存储机构的第一端连接，第二个液路换向装置中的常开电磁阀的第一端口与脉冲染料放大器的第二端连接，第一个液路换向装置中的常闭电磁阀的第一端口与染料替换装置的输出端连接，第二个液路换向装置中的常闭电磁阀的第一端口与染料回收装置的输入端连接，两个液路换向装置中常开电磁阀和常闭电磁阀的第二端口与导通管连通；继电器，其中，常开电磁阀和常闭电磁阀并联地与继电器连接，继电器在控制模块的控制下对常开电磁阀和常闭电磁阀的开闭状态进行控制。

5、根据本发明的实施例，染料替换装置包括：第一存储罐，用于存储新的激光染料；进液泵，与第一存储罐的输出端连接，进液泵用于通过多端口导通装置将第一存储罐中的新的激光染料泵送至染料存储机构。

6、根据本发明的实施例，染料替换装置还包括：过滤器，过滤器的两端分别与第一存储罐的输出端、进液泵的输入端连接，过滤器用于过滤新的激光染料中的杂质。

7、根据本发明的实施例，染料存储机构包括：染料罐，用于存储旧的激光染料或新的激光染料；循环泵，用于将染料罐内的激光染料循环输送至脉冲染料放大器内，或将染料罐内的激光染料输送至染料回收装置中。

8、本发明实施例的另一个方面提供了一种激光雷达的染料液路换向控制方法，包括：在染料存储机构内激光染料不需要更换且雷达系统处于开机运行状态的情况下，利用控制模块控制多端口导通装置中多个端口的开闭状态，以将染料存储机构中的激光染料循环地输送至脉冲染料放大器，从而参与激光雷达的三频种子激光的脉冲放大；在染料存储机构内激光染料需要更换的情况下，利用控制模块控制多端口导通装置中多个端口的开闭状态，以将染料存储机构中的旧的激光染料输送至染料回收装置；在旧的激光染料输送至染料回收装置之后，利用控制模块控制多端口导通装置中多个端口的开闭状态，以将染料替换装置中新的激光染料输送至染料存储机构。

9、根据本发明的实施例，多端口导通装置包括通过导通管连通的两个液路换向装置，其中，第一个液路换向装置的第一个端口和第二个端口分别与染料替换装置的输出端、染料存储机构的第一端连接，第二个液路换向装置的第一个端口和第二个端口分别与染料回收装置的输入端、脉冲染料放大器的第二端连接；其中，利用控制模块控制多端口导通装置中多个端口的开闭状态，以将染料存储机构中的激光染料循环地输送至脉冲染料放大器，包括：利用控制模块控制两个液路换向装置，以使得染料存储机构中的激光染料循环地依次流经第一个液路换向装置的第一个端口和第二个液路换向装置的第二个端口，从而进入脉冲染料放大器。

10、根据本发明的实施例，利用控制模块控制多端口导通装置中多个端口的开闭状态，以将染料存储机构中的旧的激光染料输送至染料回收装置，包括：利用控制模块控制两个液路换向装置，以使得染料存储机构中的旧的激光染料依次流经第一个液路换向装置的第二个端口和第二个液路换向装置的第一个端口，从而进入染料回收装置；其中，利用控制模块控制多端口导通装置中多个端口的开闭状态，以将染料替换装置中新的激光染料输送至染料存储机构，包括：利用控制模块控制两个液路换向装置，以使得染料替换装置中新的激光染料依次流经第一个液路换向装置的第一个端口和第二个液路换向装置的第二个端口，从而经过脉冲染料放大器进入染料存储机构。

11、根据本发明的实施例，液路换向装置包括继电器，其中，继电器与常开电磁阀和常闭电磁阀并联组成的阀组相连接；其中，利用控制模块控制两个液路换向装置，以使得染料存储机构中的激光染料循环地依次流经第一个液路换向装置的第一个端口和第二个液路换向装置的第二个端口，从而进入脉冲染料放大器，包括：利用控制模块控制两个液路换向装置中的继电器均处于断电状态，以使得染料存储机构中的激光染料循环地依次流经第一个液路换向装置中的常开电磁阀和第二个液路换向装置中的常开电磁阀，从而进入脉冲染料放大器；其中，利用控制模块控制两个所述液路换向装置，以使得染料存储机构中的旧的激光染料依次流经第一个液路换向装置的第二个端口和第二个液路换向装置的第一个端口，从而进入染料回收装置，包括：利用控制模块控制第一个液路换向装置中的继电器处于断电状态，第二个液路换向装置中的继电器处于通电状态，以使得染料存储机构中的旧的激光染料依次流经第一个液路换向装置的常开电磁阀和第二个液路换向装置中的常闭电磁阀，从而进入染料回收装置；其中，利用控制模块控制两个所述液路换向装置，以使得染料替换装置中新的激光染料依次流经第一个液路换向装置的第一个端口和第二个液路换向装置的第二个端口，从而经过脉冲染料放大器进入染料存储机构，包括：利用控制模块控制第一个液路换向装置中的继电器处于通电状态，第二个液路换向装置中的继电器处于断电状态，以使得染料替换装置中新的激光染料依次流经第一个液路换向装置中的常闭电磁阀和第二个液路换向装置中的常开电磁阀，从而经过脉冲染料放大器进入染料存储机构。

12、根据本发明的实施例，通过染料替换装置提供新的激光染料，在控制模块的控制下，使得多端口导通装置中相应的至少两个端口切换开闭状态，以将染料存储机构中的激光染料循环进入脉冲染料放大器参与激光的脉冲放大，或者将染料存储机构中的旧的激光染料输入染料回收装置中并将染料替换装置中的新的激光染料输送至染料存储机构以实现染料的自动更换。由于使用多端口导通装置来实现液路的自动换向，其体积紧凑，结构简单，性能稳定，提高了流路的稳定性，且便于染料流路系统的安装与维护；实现激光雷达系统的定时自动更换激光染料、激光染料的一键排出与加注等功能。因此解决了染料存储机构中不断循环的脉冲染料实际寿命有限、溶剂与溶质对人体具有一定的毒害性等因素导致的雷达系统不易维护的技术问题。