專(zhuān)利名稱(chēng)：紅外探測(cè)器低溫前放組件杜瓦的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及應(yīng)用液化氣體冷卻的密封裝置，特別是一種紅外探測(cè)器低溫前放組件杜瓦。
液氮金屬杜瓦是致冷型紅外探測(cè)器不可少的關(guān)鍵部件。在紅外探測(cè)器研制過(guò)程中，其特性、性能的研究離不開(kāi)液氮金屬杜瓦提供的真空環(huán)境、致冷工作平臺(tái)、限制視場(chǎng)的冷屏以及透紅外輻射的窗口和將探測(cè)器的電極引出杜瓦。通常的液氮金屬杜瓦，其杜瓦內(nèi)膽為圓柱形，無(wú)法安裝低溫前放電路組件，也無(wú)法設(shè)置溫控機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種在真空腔內(nèi)可以安裝低溫前放電路組件且可控溫的多工位工作的多元紅外探測(cè)器低溫前放組件杜瓦。
本實(shí)用新型的目的通過(guò)如下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)紅外探測(cè)器低溫前放組件杜瓦，包括杜瓦內(nèi)膽外結(jié)構(gòu)，內(nèi)膽內(nèi)結(jié)構(gòu)，溫控機(jī)構(gòu)，冷屏，窗口，電極引線和外殼。杜瓦內(nèi)膽外結(jié)構(gòu)分為內(nèi)膽前部和后部密封組成，前部為安裝紅外探測(cè)器基板的致冷工作平臺(tái)凹進(jìn)和六個(gè)等腰梯形平面成30°夾角以及雙節(jié)正六面柱的結(jié)構(gòu)，供安裝低溫前放電路組件，即六塊低溫電路模塊，六塊偏置電路板，六塊輸出轉(zhuǎn)換板和溫控機(jī)構(gòu)。內(nèi)膽后部還置有活性碳槽。溫控機(jī)構(gòu)系采用一定層數(shù)的單面鍍鋁滌綸薄膜和活性碳纖維紙相間的多層絕熱材料，墊在低溫電路模塊和內(nèi)膽外壁之間，控制一定松緊度組成。冷屏位于內(nèi)膽前部，另外還設(shè)置有后冷屏，置于內(nèi)膽側(cè)部外圍。杜瓦內(nèi)膽的內(nèi)結(jié)構(gòu)，由內(nèi)外不銹鋼輸液氮管通過(guò)彎接頭管聯(lián)結(jié)在一起，彎接頭管通過(guò)螺紋和低溫膠密封聯(lián)結(jié)玻璃鋼管的一端，不銹鋼回氣管也用低溫膠密封聯(lián)結(jié)在玻璃鋼管壁上，而玻璃鋼管的另一端通過(guò)低溫膠密封聯(lián)結(jié)在內(nèi)膽后部上。聚酰亞胺支撐管的兩端分別與杜瓦內(nèi)膽和杜瓦后蓋膠接密封聯(lián)成一體。窗口用低溫膠膠接于前冷屏和紅外探測(cè)器的正前方杜瓦前殼前部上。電極引線分為兩種，即一種是紅外探測(cè)器與偏置電路板間180多根金絲引線、偏置電路板與低溫電路模塊間180根金絲引線、低溫電路模塊與輸出轉(zhuǎn)換板間180根金絲引線；另一種是從輸出轉(zhuǎn)換板引出的51根銅漆包引線通過(guò)低溫膠引出杜瓦后蓋外。杜瓦外殼系用螺釘和銦絲將杜瓦前殼和后蓋密封聯(lián)結(jié)。內(nèi)膽和外殼之間安裝單面鍍鋁滌綸薄膜和活性碳纖維紙相間的多層絕熱材料，并通過(guò)抽氣閥排氣，保持高真空。使用前，在內(nèi)膽內(nèi)腔輸滿液氮。
現(xiàn)結(jié)合本杜瓦附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明


圖1為本杜瓦剖面圖(圖2中A-O-A剖面)。
圖2為本杜瓦內(nèi)膽左視圖。
圖3為本杜瓦電路組件實(shí)際溫控曲線圖。
所說(shuō)的杜瓦內(nèi)膽1外結(jié)構(gòu)內(nèi)膽前部為安裝紅外探測(cè)器101基板的致冷工作平臺(tái)凹進(jìn)和六個(gè)等腰梯形平面成30°夾角以及雙節(jié)正六面柱的結(jié)構(gòu)，使得在很緊湊的真空腔內(nèi)，供安裝低溫前放電路組件，即六塊低溫電路模塊103，六塊偏置電路板102，六塊輸出轉(zhuǎn)換板104和溫控機(jī)構(gòu)。
杜瓦內(nèi)膽1由鋁合金加工而成，表面本色氧化處理，在其后部還置有活性碳槽，以吸脫吸附氣。
所說(shuō)的溫控機(jī)構(gòu)，由于低溫電路模塊103本身是微電子系統(tǒng)，所以采用熱傳導(dǎo)機(jī)理來(lái)控溫是科學(xué)的可行方法，認(rèn)真分析研究了多種材料的物理性質(zhì)(如熱傳導(dǎo)性能，放氣率，防輻射性能，可塑性等等)，并進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)。采用一定層數(shù)的單面鍍鋁滌綸薄膜和活性碳纖維紙相間的多層絕熱材料2，墊在低溫電路模塊103和內(nèi)膽1外壁之間，控制到一定松緊度，使其表觀熱導(dǎo)衡定，就可確保六塊低溫電路模塊103工作在其最佳工作溫度120-140K，而紅外探測(cè)器101仍工作在液氮溫度(78K)。
同時(shí)考慮到側(cè)放工位，低溫電路模塊103的上兩塊、中兩塊、下兩塊的條件隨著液氮面的變化而有所差別，所以溫控多層絕熱材料2層數(shù)應(yīng)上少下多。
所說(shuō)的冷屏3由鋁合金加工而成，位于內(nèi)膽前部，表面發(fā)黑處理；在冷屏3后面安裝紅外探測(cè)器101基板的致冷工作平臺(tái)凹進(jìn)的結(jié)構(gòu)以及偏置電路板102與紅外探測(cè)器101光敏面成30°夾角，既可通過(guò)180多根金絲引線801，又可防止高功耗的偏置電路板102影響紅外探測(cè)器101的性能。
所說(shuō)的后冷屏4由鋁合金加工而成，也是必不可少的，置于內(nèi)膽側(cè)部外圍，表面本色氧化處理，它既可保護(hù)低溫前放電路組件又可作為包扎多層絕熱材料105的依托。
所說(shuō)的杜瓦內(nèi)膽1的內(nèi)結(jié)構(gòu)5，由內(nèi)外不銹鋼輸液氮管501通過(guò)彎接頭管504聯(lián)結(jié)在一起，彎接頭管504通過(guò)螺紋和低溫膠密封聯(lián)結(jié)玻璃鋼管503的一端，不銹鋼回氣管502也用低溫膠密封聯(lián)結(jié)在玻璃鋼管503壁上，而玻璃鋼管503的另一端通過(guò)低溫膠密封聯(lián)結(jié)在內(nèi)膽1后部上；當(dāng)杜瓦側(cè)放工位時(shí)，內(nèi)不銹鋼輸液氮管501經(jīng)后部最高位置再?gòu)澫蚯安孔畹臀恢茫讳P鋼回氣管502經(jīng)前部最低位置再?gòu)澫蚝蟛孔罡呶恢?，可以確保杜瓦豎、倒、側(cè)、反側(cè)多工位工作。
輸液氮時(shí)，液氮從不銹鋼輸液氮管501進(jìn)入杜瓦內(nèi)膽1，氮回氣由不銹鋼回氣管502經(jīng)玻璃鋼管503及聚酰亞胺支撐管6出，當(dāng)輸滿液氮時(shí)，液氮從回氣管502經(jīng)玻璃鋼管503及聚酰亞胺支撐管6溢出，即停止輸液氮，這時(shí)回氣管502起著回氣管的作用。
所說(shuō)的聚酰亞胺支撐管6也是回氣管的一部分，其兩端分別與杜瓦內(nèi)膽1和杜瓦后蓋902膠接密封聯(lián)成一體。
所說(shuō)的窗口7是用透紅外輻射的材料制成的，如Ge、ZnS等，用低溫膠膠接于前冷屏3和紅外探測(cè)器101的正前方杜瓦前殼901前部上。
所說(shuō)的電極引線8分為兩種，即一種是紅外探測(cè)器101與偏置電路板102間180多根金絲引線801、偏置電路板102與低溫電路模塊103間180根金絲引線802、低溫電路模塊103與輸出轉(zhuǎn)換板104間180根金絲引線803，另一種是從輸出轉(zhuǎn)換板104引出的51根銅漆包引線804通過(guò)低溫膠引出杜瓦后蓋902外。
所說(shuō)的杜瓦外殼9由鋁合金加工而成，表面發(fā)黑處理，用螺釘和銦絲將杜瓦前殼901和后蓋902密封聯(lián)結(jié)。
本杜瓦具有以下優(yōu)點(diǎn)1．杜瓦內(nèi)膽外結(jié)構(gòu)還可安裝低溫前放電路組件和溫控機(jī)構(gòu)。
2．溫控機(jī)構(gòu)，可確保六塊低溫電路模塊工作在其最佳工作溫度120-140K，而紅外探測(cè)器仍工作在液氮溫度78K。
3．冷屏和安裝探測(cè)器基板處凹進(jìn)的結(jié)構(gòu)以及偏置電路板與探測(cè)器光敏面成30°夾角?？赏ㄟ^(guò)180多根金絲引線，又可防止高功耗的偏置電路板影響探測(cè)器的性能。
4．杜瓦內(nèi)膽內(nèi)的特殊結(jié)構(gòu)，可以確保杜瓦多工位工作。
權(quán)利要求1．一種紅外探測(cè)器低溫前放組件杜瓦，包括杜瓦內(nèi)膽外結(jié)構(gòu)、溫控機(jī)構(gòu)、冷屏、杜瓦內(nèi)膽的內(nèi)結(jié)構(gòu)、窗口、電極引線、杜瓦外殼；其特征在于a．所說(shuō)的杜瓦內(nèi)膽(1)外結(jié)構(gòu)內(nèi)膽前部為安裝探測(cè)器(101)基板的致冷工作平臺(tái)凹進(jìn)和六個(gè)等腰梯形平面成30°夾角以及雙節(jié)正六面柱的結(jié)構(gòu)，供安裝低溫前放電路組件，即六塊低溫電路模塊(103)，六塊偏置電路板(102)，六塊輸出轉(zhuǎn)換板(104)和溫控機(jī)構(gòu)；杜瓦內(nèi)膽(1)由鋁合金加工而成，表面本色氧化處理，在其后部還置有活性碳槽；b．所說(shuō)的溫控機(jī)構(gòu)，系采用一定層數(shù)的單面鍍鋁滌綸薄膜和活性碳纖維紙相間的多層絕熱材料(2)，墊在低溫電路模塊(103)和內(nèi)膽(1)外壁之間，控制一定松緊度；c．所說(shuō)的冷屏(3)由鋁合金加工而成，位于內(nèi)膽前部，表面發(fā)黑處理；在冷屏(3)后面安裝紅外探測(cè)器(101)基板的致冷工作平臺(tái)凹進(jìn)的結(jié)構(gòu)以及偏置電路板(102)與紅外探測(cè)器(101)光敏面成30°夾角，供通過(guò)180多根金絲引線(801)；另外，還設(shè)置有后冷屏(4)，由鋁合金加工而成，置于內(nèi)膽側(cè)部外圍，表面本色氧化處理；d．所說(shuō)的杜瓦內(nèi)膽(1)的內(nèi)結(jié)構(gòu)(5)，由內(nèi)外不銹鋼輸液氮管(501)通過(guò)彎接頭管(504)聯(lián)結(jié)在一起，彎接頭管(504)通過(guò)螺紋和低溫膠密封聯(lián)結(jié)玻璃鋼管(503)的一端，不銹鋼回氣管(502)也用低溫膠密封聯(lián)結(jié)在玻璃鋼管(503)壁上，而玻璃鋼管(503)的另一端通過(guò)低溫膠密封聯(lián)結(jié)在內(nèi)膽(1)后部上，當(dāng)杜瓦側(cè)放工位時(shí)，內(nèi)不銹鋼輸液氮管(501)經(jīng)后部最高位置再?gòu)澫蚯安孔畹臀恢茫讳P鋼回氣管(502)經(jīng)前部最低位置再?gòu)澫蚝蟛孔罡呶恢?；e．所說(shuō)的聚酰亞胺支撐管(6)兩端分別與杜瓦內(nèi)膽(1)和杜瓦后蓋(902)膠接密封聯(lián)成一體；f．所說(shuō)的窗口(7)是用透紅外輻射的材料制成的，用低溫膠膠接于冷屏(3)和紅外探測(cè)器(101)的正前方杜瓦前殼(901)前部上；g．所說(shuō)的電極引線(8)分為兩種，即一種是紅外探測(cè)器(101)與偏置電路板(102)間180多根金絲引線(801)、偏置電路板(102)與低溫電路模塊(103)間180根金絲引線(802)、低溫電路模塊(103)與輸出轉(zhuǎn)換板(104)間180根金絲引線(803)，另一種是從輸出轉(zhuǎn)換板(104)引出的51根銅漆包引線(804)通過(guò)低溫膠引出杜瓦后蓋(902)外；h．所說(shuō)的杜瓦外殼(9)由鋁合金加工而成，表面發(fā)黑處理，用螺釘和銦絲將杜瓦前殼(901)和后蓋(902)密封聯(lián)結(jié)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種在真空腔內(nèi)可以安裝低溫前放電路組件且可控溫的多工位工作的多元紅外探測(cè)器低溫前放組件杜瓦。包括杜瓦內(nèi)膽外結(jié)構(gòu)、溫控機(jī)構(gòu)、冷屏、杜瓦內(nèi)膽的內(nèi)結(jié)構(gòu)、窗口、電極引線、杜瓦外殼;可確保六塊低溫電路模塊工作在其最佳工作溫度120—140K,而紅外探測(cè)器仍工作在液氮溫度78K。
文檔編號(hào)F25D3/10GK2327963SQ98223019
公開(kāi)日1999年7月7日 申請(qǐng)日期1998年1月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月7日
發(fā)明者康荔學(xué), 方家熊, 李言謹(jǐn), 邱惠國(guó), 唐軍, 陳新禹, 嚴(yán)靜 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所