[發(fā)明專利]一種適用于深空探測高溫工作環(huán)境的空間相機(jī)及其實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410234259.2
• 申請(qǐng)日: 2014-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN103984192B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余國彬;劉恩海;周向東;鐘杰;趙汝進(jìn);王進(jìn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G03B17/55
• 分類號(hào): G03B17/55
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司11251
• 代理人: 楊學(xué)明,顧煒

1.一種適用于深空探測的高溫工作環(huán)境的空間相機(jī)，其特征在于，該空間相機(jī)包括光學(xué)鏡頭組件(11)、多層隔熱組件(12)、APS板(13)、導(dǎo)熱組件(14)、相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)(15)、相機(jī)控制板(16)和散熱組件(17)；其中，

光學(xué)鏡頭組件(11)，用于消減視場外的雜散光，并將待成像目標(biāo)成像在APS板(13)上；

多層隔熱組件(12)，包覆了所述空間相機(jī)的除光學(xué)鏡頭組件(11)遮光罩的通光口、散熱組件(17)的上表散熱面和空間相機(jī)的接插件部位外所有表面，用于減小深空探測環(huán)境或其它設(shè)備間的輻射熱；所述多層隔熱組件(12)為15單元層隔熱材料，其中每一單元層隔熱材料包括蜂窩芯(21)、單面鍍鋁聚酰亞胺膜(22)；所述多層隔熱組件(12)的最外層面膜為F46薄膜鍍銀二次表面鏡(23)；其中，

蜂窩芯(21)，用于兩層單面鍍鋁聚酰亞胺膜(22)之間的隔熱；

單面鍍鋁聚酰亞胺膜(22)，用于將傳遞到單面鍍鋁聚酰亞胺膜(22)上的熱向空間相機(jī)外反射；

F46薄膜鍍銀二次表面鏡(23)，用于將空間環(huán)境或其它設(shè)備的輻射熱向外界反射；

APS板(13)，用于光電轉(zhuǎn)換，差分LVDS信號(hào)轉(zhuǎn)為單端信號(hào)，二次電源轉(zhuǎn)換；

導(dǎo)熱組件(14)，用于將APS板(13)工作時(shí)產(chǎn)生的熱快速傳導(dǎo)到相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)上，包括導(dǎo)熱墊片(31)、類工字型導(dǎo)熱條(32)和導(dǎo)熱孔(33)，導(dǎo)熱墊片和類工字型導(dǎo)熱條為導(dǎo)熱特性良好的銅；其中，

導(dǎo)熱墊片(31)，用于將類工字型導(dǎo)熱條(32)的兩端與相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)緊密良好接觸；

類工字型導(dǎo)熱條(32)，用于將傳導(dǎo)到類工字型導(dǎo)熱條(32)的熱傳導(dǎo)到相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)；

導(dǎo)熱孔(33)，用于將APS板(13)產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)到類工字型導(dǎo)熱條(32)；

相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)(15)，用于固定光學(xué)鏡頭組件(11)、APS板(13)和相機(jī)控制板(16)以及實(shí)現(xiàn)對(duì)外的機(jī)械接口；

相機(jī)控制板(16)，用于APS板(13)內(nèi)芯片的控制信號(hào)、采集圖像、輸出圖像、串行通信；

散熱組件(17)，用于將相機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的熱向深空環(huán)境輻射，包括OSR散熱膜(51)和散熱板(52)；其中：

OSR散熱膜(51)，用于將傳導(dǎo)到OSR散熱膜上的熱向深空環(huán)境輻射；

散熱板(52)，用于將相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)上的熱傳遞到OSR散熱膜上。

2.一種適用于深空探測的高溫工作環(huán)境的空間相機(jī)的實(shí)現(xiàn)方法，利用權(quán)利要求1所述的空間相機(jī)，其特征在于，該實(shí)現(xiàn)方法包括步驟：

步驟1：隔離空間相機(jī)的外界輻射熱

所述多層隔熱組件(12)為15單元層隔熱材料，從所述空間相機(jī)表面向外，依次分布為鍍鋁面向外的單面鍍鋁聚酰亞胺膜(22)、蜂窩芯(21)、鍍鋁面向外的單面鍍鋁聚酰亞胺膜(22)、蜂窩芯21、鍍鋁面向外的單面鍍鋁聚酰亞胺膜(22)、蜂窩芯(21)、……、最外層面膜為鍍銀面向外的F46薄膜鍍銀二次表面鏡(23)，F(xiàn)46薄膜鍍銀二次表面鏡(23)將深空探測環(huán)境或其它設(shè)備間的輻射熱向深空環(huán)境反射，極少量的熱通過F46薄膜鍍銀二次表面鏡(23)向內(nèi)傳遞；緊靠F46薄膜鍍銀二次表面鏡(23)的蜂窩芯(21)再將F46薄膜鍍銀二次表面鏡(23)向內(nèi)傳遞的熱傳遞到單面鍍鋁聚酰亞胺膜(22)；單面鍍鋁聚酰亞胺膜(22)將傳遞到其鍍鋁面的熱向外反射，極少量的通過單面鍍鋁聚酰亞胺膜(22)向內(nèi)傳遞；依次類推，所述空間相機(jī)通過多層隔熱組件(12)實(shí)現(xiàn)隔離空間相機(jī)的外界輻射熱；

步驟2：向相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)傳遞APS板(13)工作產(chǎn)生的熱

表貼APS板(13)工作時(shí)產(chǎn)生的熱傳遞到固定APS板(13)的PCB板焊盤(35)上，傳導(dǎo)到PCB板焊盤(35)上的熱再通過PCB板(36)和PCB板(36)上的導(dǎo)熱孔(33)傳遞到PCB板(36)對(duì)面的焊盤，再由PCB板(36)對(duì)面的焊盤傳遞到類工字型導(dǎo)熱條(32)上，再傳遞到相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)(15)上；APS板(13)與PCB板焊盤之間緊密填充硅橡膠；導(dǎo)熱孔(33)內(nèi)填充焊錫；類工字型導(dǎo)熱條(32)與PCB板焊盤之間緊密填充硅橡膠；類工字型導(dǎo)熱條(32)兩端通過導(dǎo)熱墊片(31)與相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)(15)緊密良好接觸，類工字型導(dǎo)熱條(32)與導(dǎo)熱墊片(31)之間、導(dǎo)熱墊片(31)與相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)(15)之間填充硅橡膠；通過4個(gè)M3的螺釘將類工字型導(dǎo)熱條(32)緊固在PCB板(36)上；

步驟3：向深空環(huán)境輻射空間相機(jī)工作產(chǎn)生的熱

所述散熱組件(17)是通過硅橡膠把OSR散熱膜(51)粘貼在散熱板(52)上，所述空間相機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的熱通過各種途徑傳導(dǎo)到相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)(15)上，相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)(15)上的熱再傳遞到散熱板(52)上，散熱板(52)上的熱通過OSR散熱膜(51)向深空環(huán)境輻射。