[發明專利]一種超長線列杜瓦液氮制冷用的快冷裝置和實現方法

有效

• 申請號: 201710563704.3
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107121199B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 張磊;孫聞;王煜宇;陳俊林;沈一璋;李雪
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: F25D3/10
• 分類號: F25D3/10;G01J5/061;B23K1/00
• 代理公司: 上海滬慧律師事務所 31311
• 代理人: 李秀蘭

本發明公開了一種超長線列杜瓦液氮制冷用的快冷裝置和實現方法。超長線列杜瓦液氮制冷用的快冷裝置的主要由冷帽、外壁件、內壁件、銅棒和銅塊組成。冷帽與外壁件通過焊接固定，內壁件嵌套在外壁件內，且內壁件與冷帽、內壁件與外壁件通過焊接固定，銅棒通過螺紋與冷帽固定，銅塊通過螺紋與銅棒固定。本發明在快冷裝置的制備方面引入了實現方法。本發明結構簡單、成本低廉，具有縮短杜瓦降溫達到平衡的時間，加快杜瓦的冷卻，提高效率。

技術領域

本發明涉及制冷型紅外探測器杜瓦組件技術，具體是指一種超長線列杜瓦液氮制冷用的快冷裝置和實現方法。

背景技術

制冷型紅外探測器組件相較于非制冷探測器，其具有靈敏度高、響應速度快、探測器距離遠等優點，廣泛應用于航空航天、軍事領域及民用領域，具體在紅外遙感、偵查告警、民用安防等方面有廣泛應用。制冷型紅外探測器由于需要在低溫下工作(約80K)，對其一般采用組件杜瓦進行封裝。

提高空間分辨率的方法一般有兩種，一是提高紅外探測器的光電性能，提高探測靈敏度，以獲取更多信息；二是增加紅外敏感元數量，即在相同高度、相同刈幅的遙感儀器，敏感元越多，其空間分辨越高。因而超長線列(≥6000元)紅外焦平面組件制備技術在航天、航空紅外領域有著重要意義。同時由于紅外探測器組件研制過程需要，在紅外探測器組件制備的各環節均需對紅外探測器性能進行評價。由于紅外探測器工作于低溫80K左右，所以在紅外探測器測試過程中，一般使用液氮對紅外探測器及杜瓦進行制冷降溫。

隨著紅外探測器技術發展，超長線列組件由于紅外探測器規模增加(≥6000元)，其封裝后杜瓦的冷端熱容量及熱負載也不可避免的相應增加。超長線列紅外探測器在杜瓦內的液氮降溫過程中，由于冷端熱容量及熱負載的增加，液氮制冷時間顯著增長。在實際工作中，一般對杜瓦上的芯柱內腔進行灌注液氮進行制冷降溫。對于超長線列杜瓦組件，液氮降溫時間可長達2-3小時，且需要專人不斷補加液氮，耗費大量人力及占據大量測試時間。在超長線列紅外探測器測試中，對于杜瓦液氮制冷降溫工作，迫切需要一種可顯著縮短制冷降溫時間且具備一定液氮存儲容量的快速制冷降溫裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種超長線列杜瓦液氮制冷用的快冷裝置和實現方法，從而縮短杜瓦降溫達到平衡的時間，加快杜瓦的冷卻，提高效率。

本發明的快冷裝置如圖1所示，它包括：冷帽1、圓柱型外壁件2、圓柱型內壁件3、圓柱型銅棒4和圓柱型銅塊5，其特征在于：冷帽1的冷帽上端面103與圓柱型外壁件2的下圓柱焊接固定，圓柱型內壁件3嵌套在圓柱型外壁件2內，且圓柱型內壁件3的下圓柱與冷帽1的冷帽上端面103焊接固定，圓柱型內壁件3的上圓柱與圓柱型外壁件2的上圓柱焊接固定；圓柱型銅棒4上端的外螺紋二402與圓柱型銅塊5下端銅塊圓型螺紋孔501固定，圓柱型銅棒4下端的外螺紋一401與冷帽1的冷帽圓型螺紋孔101固定。

所述的冷帽1選用無氧銅材料，為圓柱型；在冷帽1上端面103的圓柱中心有一個安裝圓柱型銅棒4的冷帽圓型螺紋孔101；在冷帽1的上端面103有一個安放圓柱型外壁件2和圓柱型內壁件3的圓型槽102，圓型槽102的外徑比圓柱型外壁件2外直徑大0.02mm-0.06mm；圓型槽102的內徑比圓柱型內壁件3內直徑小0.02mm-0.06mm；冷帽圓型盲孔一104為釬焊焊料填料處，其直徑比圓型槽102的外直徑大0.5mm-0.8mm。

所述的圓柱型外壁件2選用不銹鋼材料，為圓柱型，由上下兩個圓柱組成；在圓柱型外壁件2的上圓柱中心有一個安放圓柱型內壁件3的外壁件圓型盲孔一203，其直徑比圓柱型內壁件3的上圓柱直徑大3mm-5mm；在圓柱型外壁件2的上圓柱中心有一個外壁件圓型盲孔二204，其直徑比圓柱型內壁件3的翻邊304直徑大0.02mm-0.06mm；在圓柱型外壁件2的下圓柱中心有一個安放圓柱型內壁件3下圓柱的外壁件圓型通孔201，其直徑比圓柱型內壁件3外圓直徑大1mm-3mm。