[發(fā)明專利]一種適用于深空探測(cè)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(kāi)（公告）號(hào): CN103984192B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余國(guó)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(guó)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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于深空探測(cè)光電探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種適用于深空探測(cè)高溫工作環(huán)境的空間相機(jī)及其實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

隨著深空探測(cè)技術(shù)的發(fā)展和深空探測(cè)任務(wù)需求，做作為深空探測(cè)必備的有效載荷(空間相機(jī))的發(fā)展趨勢(shì)為：隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，空間相機(jī)的性能越來(lái)越高，在深空探測(cè)中發(fā)揮的作用越來(lái)越重要，深空探測(cè)器所攜帶的空間相機(jī)也越來(lái)越多；空間相機(jī)所承擔(dān)的科學(xué)目標(biāo)從單一到多元化、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜；深空探測(cè)空間相機(jī)趨向于集成化、小型化和多功能化，以減輕質(zhì)量、降低成木、節(jié)省燃料、延長(zhǎng)深空探測(cè)器壽命；空間相機(jī)所面臨溫度環(huán)境更加復(fù)雜(比如：月面白晝工作需要面臨+150℃的高溫環(huán)境)。由此適應(yīng)高溫工作環(huán)境的空間相機(jī)研制技術(shù)是深空探測(cè)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種適用于深空探測(cè)高溫工作環(huán)境的空間相機(jī)及其實(shí)現(xiàn)方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種適用于深空探測(cè)的高溫工作環(huán)境的空間相機(jī)，包括光學(xué)鏡頭組件、多層隔熱組件、APS板、導(dǎo)熱組件、相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)、相機(jī)控制板和散熱組件；其中，

光學(xué)鏡頭組件，在空間相機(jī)最前端，用于消減視場(chǎng)外的雜散光，并將待成像目標(biāo)成像在APS圖像傳感器上；

多層隔熱組件，包覆了空間相機(jī)的所有表面(除光學(xué)鏡頭組件遮光罩的通光口、散熱組件的上表散熱面和空間相機(jī)的接插件部位外)，用于減小深空探測(cè)環(huán)境或其它設(shè)備間的輻射熱；

APS板，在光學(xué)鏡頭組件與相機(jī)控制板之間，用于接收光學(xué)鏡頭組件收集的光學(xué)信號(hào)，并將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電學(xué)信號(hào)，APS板同時(shí)實(shí)現(xiàn)差分LVDS信號(hào)轉(zhuǎn)為單端信號(hào)和二次電源轉(zhuǎn)換的功能；

導(dǎo)熱組件，在APS板的后表面上，表貼APS探測(cè)器工作時(shí)產(chǎn)生的熱傳遞到固定APS探測(cè)器的PCB板焊盤(pán)上，傳導(dǎo)到PCB板焊盤(pán)上的熱再通過(guò)PCB板和PCB板上的導(dǎo)熱孔傳遞到PCB板對(duì)面的焊盤(pán)，再由PCB板對(duì)面的焊盤(pán)傳遞到類工字型導(dǎo)熱條上，再傳遞到相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)上；

相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)，用于固定光學(xué)鏡頭組件、APS板和相機(jī)控制板以及實(shí)現(xiàn)對(duì)外的機(jī)械接口，保證空間相機(jī)具有良好適應(yīng)輻照環(huán)境和力學(xué)環(huán)境的能力。

相機(jī)控制板，在空間相機(jī)后端，用于APS芯片的控制信號(hào)、采集圖像、輸出圖像、串行通信；

散熱組件，用于將相機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的熱向深空環(huán)境輻射。

上述方案中，所述多層隔熱組件包覆了所述空間相機(jī)的所有表面(除光學(xué)鏡頭組件遮光罩的通光口、散熱組件的上表散熱面和空間相機(jī)的接插件部位外)；所述多層隔熱組件為15單元層隔熱材料，所述每一單元層隔熱材料包括蜂窩芯、單面鍍鋁聚酰亞胺膜；所述多層隔熱組件的最外層面膜為F46薄膜鍍銀二次表面鏡；其中，

蜂窩芯，用于兩層單面鍍鋁聚酰亞胺膜之間的隔熱，減小兩層單面鍍鋁聚酰亞胺膜的熱傳遞；

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

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

上述方案中，所述導(dǎo)熱組件包括導(dǎo)熱墊片、類工字型導(dǎo)熱條和導(dǎo)熱孔，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，在類工字型導(dǎo)熱條兩端與相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)之間，實(shí)現(xiàn)將類工字型導(dǎo)熱條與相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)之間的緊密良好接觸；

類工字型導(dǎo)熱條，在APS板的后表面，用于將傳遞到類工字型導(dǎo)熱條的熱傳導(dǎo)到相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)上；

導(dǎo)熱孔，在APS探測(cè)器底部的PCB板上，用于將APS探測(cè)器產(chǎn)生的熱傳遞到類工字型導(dǎo)熱條；

上述方案中，所述散熱組件包括OSR散熱膜和散熱板；其中

OSR散熱膜，在散熱板的上表面，用于將傳遞到OSR散熱膜上的熱向深空環(huán)境輻射；

散熱板，固定OSR散熱膜，并將將相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)上的熱傳導(dǎo)到OSR散熱膜上。

本發(fā)明提供一種適用于深空探測(cè)的高溫工作環(huán)境的空間相機(jī)的實(shí)現(xiàn)方法，所述空間相機(jī)包括光學(xué)鏡頭組件、多層隔熱組件、APS板、導(dǎo)熱組件、相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)、相機(jī)控制板以及散熱組件；所述實(shí)現(xiàn)方法為：

步驟61：隔離空間相機(jī)的外界輻射熱