[發明專利]紅外探測器杜瓦組件空間在軌真空處理裝置及實現方法

有效

• 申請號: 201110252360.7
• 申請日: 2011-08-30
• 公開（公告）號: CN102353456A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 夏王;王小坤;孫聞;王煜宇;曹嵐;馬學亮
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G01J5/02
• 分類號: G01J5/02
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 郭英

技術領域

本專利涉及紅外探測器杜瓦組件，具體指一種紅外探測器杜瓦組件空間在軌真空處理裝置及實現方法，它用于空間在軌工作紅外探測器杜瓦組件以獲得無限長的真空壽命。

背景技術

紅外探測器組件在航天紅外領域有著廣泛的應用。隨著波長向長波擴展和探測靈敏度的提高，紅外焦探測器必須在深低溫下才能工作。由于機械制冷具有結構緊湊、體積小、重量輕、制冷量大、制冷時間短、制冷溫度可控范圍大等優點，目前該類探測器在空間應用中大多采用機械制冷方式。這樣也使得其應用時大多采用杜瓦封裝形成紅外探測器杜瓦組件。真空壽命是杜瓦組件重要的技術指標，也就是說杜瓦內必須保持一定的真空度。由于材料固有的放氣特性，隨著時間的推移，杜瓦內真空度會不斷下降。當真空度下降到一定程度時，殘氣對流換熱導致杜瓦組件熱負載急劇增加，當熱負載增加到一定程度后，機械制冷機提供的冷量無法滿足探測器深低溫工作的要求時，紅外探測器就無法工作在所必須的溫度點，并且杜瓦內的殘氣會凝結在探測器表面，使得探測器的性能衰退甚至喪失，從而使得高空間分辨率紅外遙感儀器癱瘓。

紅外探測器杜瓦組件在航天領域應用的特點場合，國內外對其在軌真空處理的報道很少。而影響紅外探測器杜瓦組件的真空保持時間的因素主要如下幾點：1)紅外探測器杜瓦組件的零部件材料及除氣處理工藝；2)紅外探測器杜瓦組件排氣的極限真空、烘烤溫度及排氣時間；3)紅外探測器杜瓦組件內安裝吸氣劑。前兩點主要取決于紅外探測器和杜瓦制備水平，同時也與所使用的原材料的生產和加工水平有關。而安裝吸氣劑來延長真空保持時間的方法，對紅外探測器杜瓦組件的航天儀器的應用會帶來如下問題：1)在使用的過程中需要不定期的通大電流激活，這就要求紅外遙感儀器系統中設置大電流電源電路和真空判斷裝置，增加系統的復雜度和總功耗；2)吸氣劑的吸氣量總是有限的，一定時間后杜瓦內真空度會下降，會導致制冷機的負載增加，這就使得提供制冷機的電源總功耗增加，同時導致制冷機的效率降低。中國專利2009航天用紅外探測器杜瓦組件高真空保持的結構及實現方法，它是紅外探測器杜瓦組件在軌應用時，通過對高氣密真空自鎖閥瞬間通電，讓杜瓦內腔與外太空相通，得到杜瓦無限長真空壽命，但其在工程項目應用中存在紅外探測器在地面試驗應用時的真空保持時間不長的問題。其主要原因為如下：紅外探測器杜瓦組件的氣密性主要決定于高氣密性真空自鎖閥，它是橡皮圈密封。橡皮圈密封可以得到很高的氣密性，但長期使用時其存在較大的滲漏。這就需要在工程應用中定期對紅外探測器杜瓦組件進行排氣，這給工程應用帶來許多不便。

發明內容

本專利的目的是提供一種紅外探測器杜瓦組件空間在軌真空處理裝置及實現方法，來解決傳統的航天用紅外探測器杜瓦組件在軌真空處理的結構及實現方法存在的紅外探測器在地面試驗應用時的真空保持時間不長的問題。

本專利紅外探測器杜瓦組件空間在軌真空處理裝置如附圖1所示，它主要包括：單向電磁針閥1和帶三通杜瓦排氣管的紅外探測器件杜瓦組件2。

所述的單向電磁針閥1是一種通過瞬間通電開的電磁閥，它主要由主閥體101、針軸限位壓塊102、針軸103、針軸發力彈簧104、輔閥體105、線圈106、輔閥蓋板107、輔閥彈簧蓋板108、輔閥彈簧109、輔閥限位銷軸110、輔閥線圈襯套111、主閥蓋板112、帶氣孔的針113組成。如附圖1(a)所示，單向電磁針閥1在原始未通電狀態時，被壓緊的針軸發力彈簧104和針軸103安裝在主閥體101的中間腔體中，針軸103的尾部從主閥體101一端伸出與針軸限位壓塊102連接，針軸103的頭部從主閥體101另一端伸出與帶氣孔的針113相連；針軸103的中部開有限位槽，輔閥限位銷軸110插入限位槽中防止被壓緊的針軸發力彈簧104推動針軸103向左軸向移動；輔閥體105與主閥體101連接后呈“L”形結構，輔閥體105的空腔中安放線圈106，線圈106中間安放輔閥線圈襯套111，輔閥線圈襯套111的中間安放輔閥彈簧109和輔閥限位銷軸110，輔閥彈簧109被壓緊套在輔閥限位銷軸110的后部的銷軸上，保證輔閥限位銷軸110的前端可靠地插入針軸103中部的限位槽。