红外探测器低温前放组件杜瓦制造技术

本实用新型专利技术提供了一种在真空腔内可以安装低温前放电路组件且可控温的多工位工作的多元红外探测器低温前放组件杜瓦。包括杜瓦内胆外结构、温控机构、冷屏、杜瓦内胆的内结构、窗口、电极引线、杜瓦外壳；可确保六块低温电路模块工作在其最佳工作温度１２０－１４０Ｋ，而红外探测器仍工作在液氮温度７８Ｋ。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及应用液化气体冷却的密封装置，特别是一种红外探测器低温前放组件杜瓦。液氮金属杜瓦是致冷型红外探测器不可少的关键部件。在红外探测器研制过程中，其特性、性能的研究离不开液氮金属杜瓦提供的真空环境、致冷工作平台、限制视场的冷屏以及透红外辐射的窗口和将探测器的电极引出杜瓦。通常的液氮金属杜瓦，其杜瓦内胆为圆柱形，无法安装低温前放电路组件，也无法设置温控机构。本技术的目的在于提供一种在真空腔内可以安装低温前放电路组件且可控温的多工位工作的多元红外探测器低温前放组件杜瓦。本技术的目的通过如下技术措施实现红外探测器低温前放组件杜瓦，包括杜瓦内胆外结构，内胆内结构，温控机构，冷屏，窗口，电极引线和外壳。杜瓦内胆外结构分为内胆前部和后部密封组成，前部为安装红外探测器基板的致冷工作平台凹进和六个等腰梯形平面成30°夹角以及双节正六面柱的结构，供安装低温前放电路组件，即六块低温电路模块，六块偏置电路板，六块输出转换板和温控机构。内胆后部还置有活性碳槽。温控机构系采用一定层数的单面镀铝涤纶薄膜和活性碳纤维纸相间的多层绝热材料，垫在低温电路模块和内胆外壁之间，控制一定松紧度组成。冷屏位于内胆前部，另外还设置有后冷屏，置于内胆侧部外围。杜瓦内胆的内结构，由内外不锈钢输液氮管通过弯接头管联结在一起，弯接头管通过螺纹和低温胶密封联结玻璃钢管的一端，不锈钢回气管也用低温胶密封联结在玻璃钢管壁上，而玻璃钢管的另一端通过低温胶密封联结在内胆后部上。聚酰亚胺支撑管的两端分别与杜瓦内胆和杜瓦后盖胶接密封联成一体。窗口用低温胶胶接于前冷屏和红外探测器的正前方杜瓦前壳前部上。电极引线分为两种，即一种是红外探测器与偏置电路板间180多根金丝引线、偏置电路板与低温电路模块间180根金丝引线、低温电路模块与输出转换板间180根金丝引线；另一种是从输出转换板引出的51根铜漆包引线通过低温胶引出杜瓦后盖外。杜瓦外壳系用螺钉和铟丝将杜瓦前壳和后盖密封联结。内胆和外壳之间安装单面镀铝涤纶薄膜和活性碳纤维纸相间的多层绝热材料，并通过抽气阀排气，保持高真空。使用前，在内胆内腔输满液氮。现结合本杜瓦附图进行详细说明附图说明图1为本杜瓦剖面图(图2中A-O-A剖面)。图2为本杜瓦内胆左视图。图3为本杜瓦电路组件实际温控曲线图。所说的杜瓦内胆1外结构内胆前部为安装红外探测器101基板的致冷工作平台凹进和六个等腰梯形平面成30°夹角以及双节正六面柱的结构，使得在很紧凑的真空腔内，供安装低温前放电路组件，即六块低温电路模块103，六块偏置电路板102，六块输出转换板104和温控机构。杜瓦内胆1由铝合金加工而成，表面本色氧化处理，在其后部还置有活性碳槽，以吸脱吸附气。所说的温控机构，由于低温电路模块103本身是微电子系统，所以采用热传导机理来控温是科学的可行方法，认真分析研究了多种材料的物理性质(如热传导性能，放气率，防辐射性能，可塑性等等)，并进行了模拟实验。采用一定层数的单面镀铝涤纶薄膜和活性碳纤维纸相间的多层绝热材料2，垫在低温电路模块103和内胆1外壁之间，控制到一定松紧度，使其表观热导衡定，就可确保六块低温电路模块103工作在其最佳工作温度120-140K，而红外探测器101仍工作在液氮温度(78K)。同时考虑到侧放工位，低温电路模块103的上两块、中两块、下两块的条件随着液氮面的变化而有所差别，所以温控多层绝热材料2层数应上少下多。所说的冷屏3由铝合金加工而成，位于内胆前部，表面发黑处理；在冷屏3后面安装红外探测器101基板的致冷工作平台凹进的结构以及偏置电路板102与红外探测器101光敏面成30°夹角，既可通过180多根金丝引线801，又可防止高功耗的偏置电路板102影响红外探测器101的性能。所说的后冷屏4由铝合金加工而成，也是必不可少的，置于内胆侧部外围，表面本色氧化处理，它既可保护低温前放电路组件又可作为包扎多层绝热材料105的依托。所说的杜瓦内胆1的内结构5，由内外不锈钢输液氮管501通过弯接头管504联结在一起，弯接头管504通过螺纹和低温胶密封联结玻璃钢管503的一端，不锈钢回气管502也用低温胶密封联结在玻璃钢管503壁上，而玻璃钢管503的另一端通过低温胶密封联结在内胆1后部上；当杜瓦侧放工位时，内不锈钢输液氮管501经后部最高位置再弯向前部最低位置，不锈钢回气管502经前部最低位置再弯向后部最高位置，可以确保杜瓦竖、倒、侧、反侧多工位工作。输液氮时，液氮从不锈钢输液氮管501进入杜瓦内胆1，氮回气由不锈钢回气管502经玻璃钢管503及聚酰亚胺支撑管6出，当输满液氮时，液氮从回气管502经玻璃钢管503及聚酰亚胺支撑管6溢出，即停止输液氮，这时回气管502起着回气管的作用。所说的聚酰亚胺支撑管6也是回气管的一部分，其两端分别与杜瓦内胆1和杜瓦后盖902胶接密封联成一体。所说的窗口7是用透红外辐射的材料制成的，如Ge、ZnS等，用低温胶胶接于前冷屏3和红外探测器101的正前方杜瓦前壳901前部上。所说的电极引线8分为两种，即一种是红外探测器101与偏置电路板102间180多根金丝引线801、偏置电路板102与低温电路模块103间180根金丝引线802、低温电路模块103与输出转换板104间180根金丝引线803，另一种是从输出转换板104引出的51根铜漆包引线804通过低温胶引出杜瓦后盖902外。所说的杜瓦外壳9由铝合金加工而成，表面发黑处理，用螺钉和铟丝将杜瓦前壳901和后盖902密封联结。本杜瓦具有以下优点1．杜瓦内胆外结构还可安装低温前放电路组件和温控机构。2．温控机构，可确保六块低温电路模块工作在其最佳工作温度120-140K，而红外探测器仍工作在液氮温度78K。3．冷屏和安装探测器基板处凹进的结构以及偏置电路板与探测器光敏面成30°夹角。可通过180多根金丝引线，又可防止高功耗的偏置电路板影响探测器的性能。4．杜瓦内胆内的特殊结构，可以确保杜瓦多工位工作。权利要求1．一种红外探测器低温前放组件杜瓦，包括杜瓦内胆外结构、温控机构、冷屏、杜瓦内胆的内结构、窗口、电极引线、杜瓦外壳；其特征在于a．所说的杜瓦内胆(1)外结构内胆前部为安装探测器(101)基板的致冷工作平台凹进和六个等腰梯形平面成30°夹角以及双节正六面柱的结构，供安装低温前放电路组件，即六块低温电路模块(103)，六块偏置电路板(102)，六块输出转换板(104)和温控机构；杜瓦内胆(1)由铝合金加工而成，表面本色氧化处理，在其后部还置有活性碳槽；b．所说的温控机构，系采用一定层数的单面镀铝涤纶薄膜和活性碳纤维纸相间的多层绝热材料(2)，垫在低温电路模块(103)和内胆(1)外壁之间，控制一定松紧度；c．所说的冷屏(3)由铝合金加工而成，位于内胆前部，表面发黑处理；在冷屏(3)后面安装红外探测器(101)基板的致冷工作平台凹进的结构以及偏置电路板(102)与红外探测器(101)光敏面成30°夹角，供通过180多根金丝引线(801)；另外，还设置有后冷屏(4)，由铝合金加工而成，置于内胆侧部外围，表面本色氧化处理；d．所说的杜瓦内胆(1)的内结构(5)，由内外不锈钢输液氮管(501)通过弯接头管(504)联结在一起，弯接头管(504)通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外探测器低温前放组件杜瓦，包括杜瓦内胆外结构、温控机构、冷屏、杜瓦内胆的内结构、窗口、电极引线、杜瓦外壳；其特征在于：ａ．所说的杜瓦内胆（１）外结构：内胆前部为安装探测器（１０１）基板的致冷工作平台凹进和六个等腰梯形平面成３０°夹 角以及双节正六面柱的结构，供安装低温前放电路组件，即六块低温电路模块（１０３），六块偏置电路板（１０２），六块输出转换板（１０４）和温控机构；杜瓦内胆（１）由铝合金加工而成，表面本色氧化处理，在其后部还置有活性碳槽；ｂ．所说的温控机构， 系采用一定层数的单面镀铝涤纶薄膜和活性碳纤维纸相间的多层绝热材料（２），垫在低温电路模块（１０３）和内胆（１）外壁之间，控制一定松紧度；ｃ．所说的冷屏（３）由铝合金加工而成，位于内胆前部，表面发黑处理；在冷屏（３）后面安装红外探测器（１ ０１）基板的致冷工作平台凹进的结构以及偏置电路板（１０２）与红外探测器（１０１）光敏面成３０°夹角，供通过１８０多根金丝引线（８０１）；另外，还设置有后冷屏（４），由铝合金加工而成，置于内胆侧部外围，表面本色氧化处理；ｄ．所说的杜瓦内胆 （１）的内结构（５），由内外不锈钢输液氮管（５０１）通过弯接头管（５０４）联结在一起，弯接头管（５０４）通过螺纹和低温胶密封联结玻璃钢管（５０３）的一端，不锈钢回气管（５０２）也用低温胶密封联结在玻璃钢管（５０３）壁上，而玻璃钢管（５０３）的另一端通过低温胶密封联结在内胆（１）后部上，当杜瓦侧放工位时，内不锈钢输液氮管（５０１）经后部最高位置再弯向前部最低位置，不锈钢回气管（５０２）经前部最低位置再弯向后部最高位置；ｅ．所说的聚酰亚胺支撑管（６）两端分别与杜瓦内胆（１）和 杜瓦后盖（９０２）胶接密封联成一体；ｆ．所说的窗口（７）是用透红外辐射的材料制成的，用低温胶胶接于冷屏（３）和红外探测器（１０１）的正前方杜瓦前壳（９０１）前部上；ｇ．所说的电极引线（８）分为两种，即一种是红外探测器（１０１）与偏置 电路板（１０２）间１８０多根金丝引线（８０１）、偏置电路板（１０２）与低温电路模块（１０３）间１８０根金丝引线（８０２）、低温电路模块（１０３）与输出转换板（１０４）间１８０根金丝引线（８０３），另一种是从输出转换板（１０４）引出的５１根铜漆包引线（８０４）通过低温胶引出杜瓦后盖（９０２）外；ｈ．所说的杜瓦外壳（９）由铝合金加工而成，表面发黑处理，用螺钉和铟丝将杜...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：康荔学，方家熊，李言谨，邱惠国，唐军，陈新禹，严静，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]