斯特林制冷機的冷平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及低溫制冷領(lǐng)域，具體涉及一種斯特林制冷機的冷平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，超低溫下的冷量傳輸主要是斯特林制冷機冷頭與探測器芯片間采用插入式耦合方式進行的熱傳導(dǎo)過程，使斯特林制冷機產(chǎn)生的冷量傳遞給探測器芯片，這種插入式耦合方式主要是通過冷頭端面的金屬面與探測器芯片端面間的小面積接觸，將冷量短距離傳輸給探測器，保證探測器工作期間芯片溫度的穩(wěn)定，滿足探測器芯片對超低溫冷量的需求，這種方式對小探測器芯片有良好的冷卻效果。但隨著探測器技術(shù)的發(fā)展，特別是紅外成像、光學(xué)成像等對探測器芯片的成像要求越來越高，導(dǎo)致探測器芯片往超長線列和超大線列發(fā)展，因此制冷機需要提供更大的制冷量并提供相應(yīng)尺寸的冷板保證探測器芯片對溫度、振動及溫度均勻性的要求。由于自身頭表面積小、制冷量小、冷量傳輸距離短等缺點，傳統(tǒng)的插入式耦合方式已無法滿足超長線列和超大規(guī)模探測器芯片對大冷量的傳輸、整體的振動以及探測器芯片溫度均勻性的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種斯特林制冷機的冷平臺，該冷平臺可以滿足斯特林制冷機冷量遠(yuǎn)距離傳輸?shù)囊?，同時還可以解決斯特林制冷機冷頭振動對探測器芯片的影響，并滿足探測器芯片溫度均勻性的要求。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:包括由過渡法蘭及杜瓦組成的密閉真空空間，所述的膨脹機固定在過渡法蘭上且膨脹機的冷頭位于密閉真空空間內(nèi)，所述的冷頭通過柔性冷鏈與冷板相連，所述的冷板與過渡法蘭之間設(shè)有連接兩者的支撐裝置。
[0005]所述冷板的上板面與探測器芯片耦合，冷板的下板面與冷頭之間通過三根柔性冷鏈連接，三根柔性冷鏈分別連接冷板下板面的左、中、右三個部位，柔性冷鏈的兩個端部與冷板及冷頭之間均為剛性連接。
[0006]所述的支撐裝置包括垂直設(shè)置在冷板四角處的鈦合金支撐柱以及連接鈦合金支撐柱與過渡法蘭的熱絕緣支撐柱。
[0007]所述的鈦合金支撐柱包括第一柱體及與第一柱體下端相固定的第一法蘭盤，所述第一柱體的上部設(shè)有外螺紋，所述冷板的下板面設(shè)有與第一柱體相配合的內(nèi)螺紋。
[0008]所述的第一法蘭盤自其底部中心處向上設(shè)有盲槽，所述的盲槽延伸至第一柱體內(nèi)部。
[0009]所述的熱絕緣支撐柱整體呈工字型，包括第二柱體及分別固定在第二柱體上、下端的第二法蘭盤及第三法蘭盤，所述的第二法蘭盤與第一法蘭盤相連，所述的第三法蘭盤與過渡法蘭相連。
[0010]所述的鈦合金支撐柱及熱絕緣支撐柱上分別設(shè)有第一、第二冷屏，所述的第一、第二冷屏分別與冷板相平行設(shè)置，且第一、第二冷屏分別位于第一柱體及第二柱體的中間位置，所述的第一、第二冷屏上分別設(shè)有供冷頭穿過的通孔。
[0011]所述冷板的上板面涂有低溫導(dǎo)熱脂或銦片，所述冷板的下板面與柔性冷鏈的連接處涂有低溫導(dǎo)熱脂或銦片，所述的柔性冷鏈與冷頭之間涂有低溫導(dǎo)熱脂或銦片。
[0012]由上述技術(shù)方案可知，本實用新型采用柔性冷鏈來連接冷頭及冷板下板面，起到集中制冷、多點冷卻的作用，使得冷板溫度分布均勻，同時柔性冷鏈吸收冷頭產(chǎn)生的振動，減小對冷板的沖擊，具有減振的目的，有效解決了在冷量傳輸面積大、溫度分布均勻性要求高、振動輸出小等技術(shù)難題，為超大超長規(guī)模線列的探測器提供了有效的冷平臺結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實用新型支撐裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是本實用新型鈦合金支撐柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4是本實用新型冷板的仰視圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明:
[0018]如圖1所示的一種斯特林制冷機的冷平臺，包括由過渡法蘭I及杜瓦2組成的密閉真空空間3，膨脹機4固定在過渡法蘭I上且膨脹機4的冷頭5位于密閉真空空間3內(nèi)，冷頭5通過柔性冷鏈6與冷板7相連，冷板7與過渡法蘭I之間設(shè)有連接兩者的支撐裝置。
[0019]進一步的，如圖4所示，冷板7的上板面與探測器芯片耦合，冷板7的下板面與冷頭5之間通過三根柔性冷鏈6連接，三根柔性冷鏈6分別連接冷板5下板面的左、中、右三個部位，柔性冷鏈6的兩個端部與冷板7及冷頭5之間均為剛性連接。
[0020]更進一步的，冷板7的上板面涂有低溫導(dǎo)熱脂或銦片，冷板7的下板面與柔性冷鏈6的連接處涂有低溫導(dǎo)熱脂或銦片，柔性冷鏈6與冷頭5之間涂有低溫導(dǎo)熱脂或銦片。即冷板的上板面用于耦合探測器芯片，且冷板的上板面涂有低溫導(dǎo)熱脂或銦片，并通過螺釘和探測器芯片進行剛性連接；冷板的下板面用于耦合柔性冷鏈，且下板面與柔性冷鏈的連接處涂有低溫導(dǎo)熱脂或銦片，柔性冷鏈通過螺釘與冷板的下板面進行剛性連接；柔性冷鏈與冷頭之間也涂有低溫導(dǎo)熱脂或銦片，柔性冷鏈通過螺釘和冷頭進行剛性連接。
[0021]進一步的，如圖2所示，支撐裝置包括垂直設(shè)置在冷板7四角處的鈦合金支撐柱8以及連接鈦合金支撐柱8與過渡法蘭I的熱絕緣支撐柱9。整個支撐裝置一方面起到對冷板的支撐作用，保證探測器芯片對強度的要求，滿足環(huán)境適應(yīng)性的要求，另一方面熱絕緣支撐柱還起到絕緣、絕熱作用，減少導(dǎo)熱損失，提高有效制冷量。
[0022]更進一步的，如圖3所示，鈦合金支撐柱8包括第一柱體81及與第一柱體81下端相固定的第一法蘭盤82，第一柱體81的上部設(shè)有外螺紋，冷板7的下板面設(shè)有與第一柱體81相配合的內(nèi)螺紋。具體地說，鈦合金支撐柱8的上部與冷板7的下板面之間通過螺紋連接來實現(xiàn)初始定位連接，以保證冷板7的垂直度與平面度，然后再將冷板7與鈦合金支撐柱8的連接部分進行真空釬焊，以保證冷板7和鈦合金支撐柱8之間連