[實用新型]抗徑向振動和沖擊的冷平臺支撐結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320360468.2
• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN203323885U
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王小坤;張玨穎;王煜宇;曾智江;俞君;李雪;龔海梅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海技術(shù)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(shù)領(lǐng)域

本專利涉及紅外探測器杜瓦組件技術(shù)，具體指一種抗徑向振動和沖擊的冷平臺低漏熱支撐結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方法，它適用于制冷型紅外探測器集成式的封裝。

背景技術(shù)

紅外探測器杜瓦組件在航天航空紅外領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著波長向長波擴展和探測靈敏度的提高，紅外探測器必須在深低溫下才能工作。由于機械制冷具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、制冷時間短、制冷溫度可調(diào)范圍大等優(yōu)點，目前該類探測器件在應(yīng)用中多采用機械制冷方式。斯特林制冷機是常選的機械制冷方式之一。由于旋轉(zhuǎn)電機和曲柄連桿結(jié)構(gòu)的斯特林制冷機相對于自由活塞結(jié)構(gòu)的斯特林制冷機具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、且技術(shù)成熟、價格低，得到廣泛的應(yīng)用。

因旋轉(zhuǎn)電機和曲柄連桿結(jié)構(gòu)的斯特林制冷機能提供的冷量一般較小，在制冷型紅外探測器的封裝時，大多將紅外探測器直接安裝在制冷機冷指氣缸的冷平臺上。其相對于分置式紅外探測器杜瓦組件的優(yōu)點是杜瓦芯柱和制冷機的冷指氣缸二合一，克服分置式杜瓦芯柱的固體傳導(dǎo)漏熱、芯柱與制冷機之間的殘氣傳導(dǎo)換熱，將紅外探測器杜瓦組件的漏熱降到了最低。但其相對于分置式紅外探測器杜瓦組件的缺點為探測器安裝冷平臺抗徑向振動和沖擊的能力變差。若采用類似傳統(tǒng)的分置式探測器杜瓦組件的冷平臺抗徑向振動和沖擊方法，如增加制冷機冷指氣缸的厚度、減少制冷機冷指氣缸的長度、改變制冷機氣缸的材料和在制冷機冷指氣缸上設(shè)置加強筋。這些方法都會降低制冷機能提供的冷量，更重要的是在制冷機的冷指氣缸上進行額外的技術(shù)處理，都會增加制冷機的研制復(fù)雜程度，甚至?xí)绊懼评錂C的性能和可靠性。另外制冷機為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，其被用于制冷各種規(guī)模的紅外探測器，安裝有探測器的冷平臺抗振動和沖擊的措施在制冷機冷指氣缸上的預(yù)處理一般不容易實現(xiàn)。綜上所述，這對集成式制冷型紅外探測器杜瓦組件而言，冷平臺支撐的抗徑向振動和沖擊能力問題顯得更加突出。必須要探索一種新方法來解決這一問題。

發(fā)明內(nèi)容

本專利的目的是提供一種抗徑向振動和沖擊的冷平臺的低漏熱支撐結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方法，可以克服探測器工作時制冷機振動的影響，同時滿足了集成式紅外探測器杜瓦組件航天或航空嚴(yán)酷的環(huán)境適應(yīng)要求。

本專利的目的是這樣實現(xiàn)的：集成式紅外探測器杜瓦組件由懸臂式外殼1、冷指氣缸2、紅外焦平面探測器3、引線環(huán)4、窗口5、窗口帽6及抗徑向振動和沖擊的冷平臺低漏熱支撐結(jié)構(gòu)組成，如圖1所示。懸臂式外殼1的下端面焊接冷指氣缸2，冷指氣缸2的上端面即冷平臺上放置紅外焦平面探測器3，懸臂式外殼1上端面焊接引線環(huán)4，引線環(huán)4上焊接帶有窗口5的窗口帽6。

所述的抗徑向振動和沖擊的冷平臺低漏熱支撐結(jié)構(gòu)如附圖2所示，由輔助支撐環(huán)7和四根斜撐式的低漏熱陶瓷棒8組成。

低漏熱陶瓷棒8選用氧化鎬陶瓷材料，矩形截面積為0.09～0.36mm²。

輔助支撐環(huán)7材料選用不銹鋼或可伐。在輔助支撐環(huán)7外圓柱面的中部周向有一條能嵌入懸臂式外殼1中間端面凹槽101內(nèi)的凸邊704，其上端面的外緣有兩個對稱的圓弧狀凸邊701。圓弧狀凸邊701的圓弧所對應(yīng)的中心角為95°～105°，凸邊厚度δ為1mm～2mm，高度為1.5mm～2mm。圓弧狀凸邊701的兩端各有一個圓弧狀的定位槽702。定位槽702的弧長為1mm～2mm，寬度為圓弧狀凸邊701厚度的槽的深度為圓弧狀凸邊701上端面到內(nèi)孔703上端面的距離。

輔助支撐環(huán)7的內(nèi)孔703套入冷指氣缸2，將凸邊704的上端面與懸臂式外殼1的中間端面凹槽101的上端面配合好后，采用激光焊或氬弧焊焊接在一起。輔助支撐環(huán)7內(nèi)孔703的上端面低于冷指氣缸2冷平臺的下端面6mm～9mm。輔助支撐環(huán)7上的四個定位槽702用來限定低漏熱陶瓷棒8的放置位置，使得放置好的四根低漏熱陶瓷棒8以冷指氣缸2為中心，兩兩相鄰呈90°均勻分布。低漏熱陶瓷棒8與冷指汽缸2和輔助支撐環(huán)7的定位槽702間通過低溫膠連接。

本專利的實現(xiàn)方法如下：

1）先將輔助支撐環(huán)7用丙酮、酒精、去離子水超聲清洗干凈后，放入烘箱烘干。將烘干后的輔助支撐環(huán)7放入真空除氣設(shè)備中除氣。

2）在對中儀下，將輔助支撐環(huán)7的凸邊704的上端面配合在懸臂式外殼1的中間端面凹槽101處，調(diào)節(jié)好輔助支撐環(huán)7的兩個圓弧狀凸邊701相對于冷平臺的位置。通過激光焊或氬弧焊的工藝將圓環(huán)704的上端面和懸臂式外殼1的中間端面凹槽101的上端面焊接在一起，如圖2所示。

3）配制DW3膠。在低于35%的濕度下，依次用牙簽滴入A膠1g；B膠0.2g；C膠0.04g，然后攪拌均勻。將攪拌好的膠放入60℃的烘箱烘3小時。