[實用新型]一種半球諧振陀螺吸氣劑散熱裝置

有效

• 申請號: 202022161748.3
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN213029053U
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 雷霆;方海濱;卜繼軍;張挺;方仲祺;譚品恒;彭凱
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十六研究所
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;G01C19/5783;B01D53/04
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

本實用新型涉及半球諧振陀螺儀領域，具體涉及一種半球諧振陀螺吸氣劑散熱裝置，包括：吸氣劑、半球諧振陀螺密封外殼、包裹式吸氣劑熱量收集/傳導裝置和水冷散熱系統，密封外殼內部為真空腔室，包裹式吸氣劑熱量收集/傳導裝置通過釬焊接在半球諧振陀螺的密封外殼內壁；所述吸氣劑設置于包裹式吸氣劑熱量收集/傳導裝置內部，吸氣劑包括兩個引腳，兩個引腳通過絕緣子通往腔室外部；所述水冷散熱系統設置在內壁焊接有包裹式吸氣劑熱量收集/傳導裝置的密封外殼一側外壁，水冷散熱系統通過水流循環帶走并散發半球諧振陀螺密封外殼的熱量。

技術領域

本實用新型涉及半球諧振陀螺儀領域，具體涉及一種半球諧振陀螺吸氣劑散熱裝置。

背景技術

半球諧振陀螺是一種全固態振動陀螺儀，它由高品質的熔石英玻璃材料，通過精密的機械加工，再配合復雜的輔助工藝制作而成。半球諧振陀螺具有可靠性高、精度高、壽命長、抗輻照能力強等優點，特別是它獨有的長達15年以上的工作壽命特點，使其非常適合空間飛行器、衛星等空間應用場合，是宇航高可靠應用領域首選陀螺儀。

半球諧振陀螺核心關鍵部件是半球諧振子，諧振子在四波腹駐波模態下振動時，其駐波位置角與載體在空間的旋轉相關，通過檢測駐波位置角即可獲得載體的空間旋轉信息。為保證駐波的精確穩定，諧振子必須達到很高的品質因數即Q值，Q值定義為振蕩所具有的能量與每個周期損耗的能量之比，因此，減小能量損耗是提高半球諧振子Q值的關鍵。半球諧振子振動能量損耗主要源于石英材料內摩擦力、表面質量缺陷、膜層損耗、空氣阻尼等。為了減小空氣阻尼對諧振子的能量損耗，半球諧振子必須置于真空環境中，且必須對真空環境進行長期維持以保證陀螺儀精度穩定不下降。這就需要在半球諧振陀螺真空腔室內配置吸氣劑，用以吸附殘留在各種材料中的殘余氣體以及材料微量泄漏進入的氣體。

半球諧振陀螺通常選用非蒸散型吸氣劑，它主要以鋯或鈦為基體，按一定比例和其它金屬熔煉制成合金或混合粉末燒結而成。吸氣劑在吸氣之前，必須在真空氣氛下進行加熱處理，清除表面存在的鈍化膜，露出新鮮金屬層才能發揮吸氣體功能，此過程即為激活。由于吸氣劑合金材料具有導電性，通過對吸氣劑施加電壓可以讓吸氣劑發熱，達到給定的溫度并保持一定時間即可實現吸氣劑激活。吸氣劑激活時中心溫度高達幾百攝氏度，在真空中熱量除了很小一部分以從引線以傳導方式到達外殼外，其余大量熱能以輻射方式向四周擴散，相當大部分被陀螺內部構件吸收，導致內部構件溫度升高。工藝實踐證明，吸氣劑激活過程由于施加的電功率較大，持續時間較長，半球諧振陀螺真空腔室中缺乏熱量傳導途徑，容易導致半球諧振陀螺內部溫度過高，如果措施不當會融化內部焊料，出現裝配精度喪失，陀螺功能失效等嚴重問題。此外，吸氣劑激活過程會釋放氣體，一次性進行大功率激活不僅導致激活溫度高，也會超過真空排氣系統的排氣能力造成真空泵損傷。

實用新型內容

為了解決上述半球諧振陀螺真空腔室中由于缺乏熱量傳導途徑而導致的半球諧振陀螺內部溫度過高的問題，本實用新型提供一種半球諧振陀螺吸氣劑散熱裝置，該裝置可以保證在半球諧振陀螺吸氣劑激活過程中陀螺內部溫度不超限。

一種半球諧振陀螺吸氣劑散熱裝置，包括：吸氣劑3、半球諧振陀螺密封外殼4、包裹式吸氣劑熱量收集/傳導裝置8和水冷散熱系統，密封外殼4內部為真空腔室2，包裹式吸氣劑熱量收集/傳導裝置8通過釬焊接在半球諧振陀螺的密封外殼4內壁；所述吸氣劑3包裹于包裹式吸氣劑熱量收集/傳導裝置8內部，且吸氣劑3與包裹式吸氣劑熱量收集/傳導裝置8內壁無接觸；吸氣劑3包括兩個引腳5，兩個引腳5通過密封外殼4上的絕緣子6通往真空腔室2外部；所述水冷散熱系統設置在內壁焊接有包裹式吸氣劑熱量收集/傳導裝置8的密封外殼4外側，水冷散熱系統8通過水流循環帶走并散發半球諧振陀螺密封外殼4內部的熱量。

進一步的，包裹式吸氣劑熱量收集/傳導裝置8為柱體，柱體中表面積最大的一個平面焊接在半球諧振陀螺的密封外殼4內壁，柱體上方包括一個平面9。

進一步的，包裹式吸氣劑熱量收集/傳導裝置8內部設置有圓形通孔，且圓形通孔的半徑大于吸氣劑3外徑，以便將吸氣劑3包裹于圓形通孔內部但與圓形通孔內壁無接觸。