[發明專利]一種星載空間光電轉換模塊和光電探測裝置

有效

• 申請號: 202010212141.5
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111522047B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 陳燈意;胡一鳴;張哲;張巖;郭建華;馬濤;張永強;黃永益;常進
• 申請（專利權）人: 中國科學院紫金山天文臺
• 主分類號: G01T1/00
• 分類號: G01T1/00;G01T7/00;G01K7/22
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 金子娟

本發明提供了一種星載空間光電轉換模塊和光電探測裝置，所述光電探測裝置包括光電探測單元組成的陣列，所述光電探測單元由晶體模塊和光電轉換模塊組成，所述光電轉換模塊包括光電轉換器、電子學讀出線路板和防護結構，所述防護結構包括內部襯套、磁屏蔽裝置和外部襯套，內部襯套和外部襯套均采用鎂鋁合金材料制成，磁屏蔽裝置采用坡莫合金薄片制成。本發明通過結構改進，使晶體模塊/光電轉換模塊相對獨立，可解決星載晶體和光電轉換模塊替換方便性問題，有利于提高航天產品繼承性，縮短研制周期，并確保探測裝置能夠通過空間力學環境的考核，滿足發射環境需求，且在保證結構強度的前提下，通過集成化的緊湊設計，有效降低了設備結構質量。

技術領域

本發明屬于空間探測技術領域，具體涉及一種星載空間光電轉換模塊和光電探測裝置。

背景技術

探測空間高能粒子，需要高能量分辨與高可靠性的結構，且應具有較小的質量。國內過往探測器一般屬于搭載，自中國科學院空間科學先導專項啟動以來，才逐步有了專門的科學探測載荷，但光電探測單元部分使用的材料往往也還是硬鋁合金，質量依然較大。

同時，利用衛星專門開展空間太陽探測在我國尚屬首次，與美國RHESSI衛星（采用Ge detector,參考文獻RHESSI網站）、日本YOHKOH衛星（HXT采用NaI）以及歐空局SolarOrbiter衛星（STIX采用CdZnTe）不同，我們設計采用LaBr₃晶體探測器進行太陽硬X射線探測，其具有高能量分辨與快時間響應等特點，但同時在地面自防護與在軌自標定等方面也面臨著種種難題。

發明內容

本發明的技術目的主要在于設計專門的星載空間光電轉換模塊和探測裝置，在保證結構強度和剛度的前提下，通過合理的規劃與改進，提高裝置結構的緊湊集成性，減小探測裝置的結構質量，并提供較好的電磁屏蔽效果，確保能夠開展在軌溫度監測（隨后利用地面定標的數據開展空間科學數據的補償修正），保證光電探測裝置空間探測的穩定性。

本發明的技術方案為：

一種星載空間光電轉換模塊，其特征在于，包括光電轉換器件、電子學讀出線路板和防護結構：

所述防護結構包括內部襯套、磁屏蔽裝置和外部襯套，內部襯套和外部襯套均采用鎂鋁合金材料制成，磁屏蔽裝置采用坡莫合金薄片；

所述內部襯套的頂端和底端均向外設有一定高度的小翻邊，用于磁屏蔽裝置的安裝定位，所述磁屏蔽裝置包裹在內部襯套的外側，其頂部和底部分別抵觸在內部襯上、下兩端的小翻邊上；所述內部襯套的側面筒壁上設有通孔槽，使灌入內部襯套的緩沖膠通過所述通孔槽滲出，與磁屏蔽裝置接觸，提高磁屏蔽裝置的接觸摩擦力，防止磁屏蔽裝置在內部轉動；

所述外部襯套包括套筒和支架連接結構；

包裹了磁屏蔽裝置的內部襯套設置在外部襯套的套筒中，外部襯套套筒的筒口上沿高于內部襯套的筒口上沿，所述光電轉換器件與內部襯套、外部襯套側壁的間隙通過緩沖膠填充；

所述支架連接結構包括設置在套筒底部的第一凸緣、設置在套筒中部或上部的第二凸緣和固定在所述第二凸緣上的安裝支架，所述安裝支架為框架式結構，電子學讀出線路板固定在所述安裝支架的頂端，與其下方的光電轉換器件電連接；

所述第一凸緣的尺寸大于內部襯套底端小翻邊的尺寸，組裝時，內部襯套底端小翻邊的上表面抵觸在第一凸緣的下表面上，用于內部襯套的安裝定位，所述第一凸緣同時設有連接晶體模塊的第一對接孔，所述第一對接孔在徑向方向上位于所述底端小翻邊的外圍；

在對應所述第一對接孔的位置，第二凸緣設有容螺絲刀穿過的預留通孔。

在上述方案的基礎上，進一步改進或優選的方案還包括：