一种基于热电制冷的CCD相机制冷装置，它涉及一种相机制冷装置。本发明专利技术解决了现有热电制冷装置存在热端散热性差，冷端制冷达到零下温度、容易结露的问题。热电制冷片的热端紧贴在水冷板的凹腔结构中，CCD信号转接板的另一端穿过水冷板的夹层并位于水冷板外部，水冷板与CCD信号转接板之间通过环氧树胶密封，水冷板下端通过焊接水冷盖板进行密封，制冷腔体内充有氮气或抽真空处理；热管座上加工有若干个热管凹道，热管的上部安装在相应的热管凹道中，风扇安装在散热翅片的侧壁上，热管的下部由散热翅片穿出；主控板安装在相机制冷壳体内且与驱动电路板平行设置，驱动电路板通过插针与主控板电连接。本发明专利技术用于CCD相机制冷。
【技术实现步骤摘要】
一种基于热电制冷的CCD相机制冷装置
本专利技术涉及一种相机制冷装置，具体涉及一种基于热电制冷的CCD相机制冷装置，属于光电探测
技术介绍
CCD(电荷耦合器件)是一种将光学信号转换为电信号的图像传感器，广泛应用于光电探测领域上。CCD具有高灵敏度，但由于其存在的暗电流对温度特别敏感，温度越高，暗电流越大，导致其暗电流噪声较大，因此为了提高光学信号的信噪比，应有效的降低CCD的工作温度以降低其暗电流，一般每降低5-7℃，暗电流就减少一半。目前，CCD制冷主要由热电制冷(TEC)，液氮制冷和热机类制冷。热电制冷利用电能进行制冷，体积小，制冷效率高，极易控制，寿命长，目前国际上绝大部分产品均是采用热电制冷技术进行制冷。并且由于热电制冷会在其热端产生大量的热量，因此对TEC热端散热设计尤为重要，以及热端散热方式在不同条件上的适应性。TEC冷端制冷达到零下温度，容易结露，因此对制冷腔的设计也是重中之重，此外还涉及信号的输出装置。综上，现有的热电制冷装置热端散热性差，冷端制冷达到零下温度、容易结露。
技术实现思路
本专利技术为解决现有的热电制冷装置存在热端散热性差，冷端制冷达到零下温度、容易结露的问题，进而提供一种基于热电制冷的CCD相机制冷装置。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是：本专利技术的基于热电制冷的CCD相机制冷装置包括相机制冷壳体、制冷密封系统、风冷结构和信号输出装置，制冷密封系统、风冷结构和信号输出装置均设置在相机制冷壳体内，制冷密封系统包括制冷腔体5和水冷板11，制冷腔体5的上端中心处设置有光学窗口4，制冷密封系统还包括CCD信号转接板7、温度传感器12、热电制冷片10和水冷盖板16，CCD相机6贴附在热电制冷片10的冷端，水冷板11的上端面为凹腔结构11-1，水冷板11上加工有若干条流道11-2，若干条流道11-2相互连通设置，流道11-2的进口和出口均连接有一根水冷接头15，热电制冷片10的热端紧贴在水冷板11的凹腔结构11-1中，热电制冷片10的热端与水冷板11之间涂有导热硅胶层，CCD相机6与CCD信号转接板7的一端插接连接，CCD信号转接板7的另一端穿过水冷板11的夹层并位于水冷板11外部，水冷板11与CCD信号转接板7之间通过环氧树胶密封，水冷板11上设置有温度传感器12，水冷板11下端通过焊接水冷盖板16进行密封，制冷腔体5内充有氮气或抽真空处理；风冷结构包括热管座17、散热翅片19、风扇20和若干根热管18，热管座17安装在水冷盖板16的下端面上，热管座17上加工有若干个热管凹道，热管18的数量与热管凹道一一对应设置，热管18的上部安装在相应的热管凹道中，散热翅片19位于热管座17的下方，风扇20安装在散热翅片19的侧壁上，热管18的下部由散热翅片19穿出；信号输出装置包括主控板21、插针22、驱动电路板23、驱动电路散热板24和通信和电源接口25，驱动电路散热板24焊接在散热翅片19的侧壁上，驱动电路板23安装在驱动电路散热板24上，主控板21安装在相机制冷壳体内且与驱动电路板23平行设置，驱动电路板23通过插针22与主控板21电连接，通信传输及电源接口25位于主控板21的下部。在一个实施方案中，相机制冷壳体包括封装筒体1、底板2和上盖3，上盖3通过螺栓安装在封装筒体1的上端面上，底板2安装在封装筒体1的下端面上，上盖3的中心处加工有光学窗口4。在一个实施方案中，光学窗口4采用环氧树脂进行密封。在一个实施方案中，热电制冷片10为四级热电制冷片。在一个实施方案中，插针22为直角插针。在一个实施方案中，制冷腔体5的侧壁上加工有通孔，弯铜管13的上端焊接在制冷腔体5的侧壁通孔处，弯铜管13与制冷腔体5相互连通设置，弯铜管13上设置有开关阀门14。在一个实施方案中，若干条流道11-2之间相互平行且等距设置，若干条流道11-2首尾相互连通设置，流道11-2的进口和出口位于水冷板11的同一侧壁上。在一个实施方案中，水冷接头15为英制密封管螺纹的水冷接头。在一个实施方案中，若干个热管凹道之间平行且等距设置，热管18与热管座17的端面平齐设置。在一个实施方案中，制冷密封系统还包括O型密封圈9，制冷腔体5的下端通过O型密封圈9与水冷板11密封连接。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：本专利技术的基于热电制冷的CCD相机制冷装置将CCD驱动电路和TEC驱动电路均置于相机制冷壳体内部，采用独特的布局，以热管共用散热的方式，不仅能对TEC热端进行良好的散热，还能够对驱动电路进行良好的散热；与现有的CCD相机或采用电路外置的方式相比，噪声低，信号输出能力强；与现有的将电路置于相机系统中相比，产生热量较小，，便于散热；本专利技术的基于热电制冷的CCD相机制冷装置在保证密封性能的前提下，整个结构简单紧凑，极大提高了信号的输出能力，保证信号输出不失真；同时设计了水冷和热管风冷两种散热模式，在保证散热要求的前提下还提供不同环境下的选择模式，在散热能力的保证下，冷端制冷达到零下温度也不易结露，制冷效果更佳。附图说明图1为本专利技术的基于热电制冷的CCD相机制冷装置的整体结构立体图；图2为本专利技术的具体实施方式一中制冷密封系统的立体图；图3为本专利技术的具体实施方式一中制冷密封系统的主剖视图；图4为本专利技术的具体实施方式一中风冷结构的立体图；图5为本专利技术的具体实施方式一中信号输出装置的主视图；其中：1为封装筒体、2为底板、3为上盖、4为光学窗口、5为制冷腔体、6为CCD相机、7为CCD信号转接板、8为插针、9为O型密封圈、10为热电制冷片、11为水冷板、12为温度传感器、13为弯铜管、14为开关阀门、15为水冷接头、16为水冷盖板、17为热管座、18为热管、19为散热翅片、20为风扇、21为主控板、22为插针、23为驱动电路板、24驱动电路散热板、25为通信传输及电源接口。具体实施方式具体实施方式一：如图1～5所示，本实施方式的基于热电制冷的CCD相机制冷装置包括相机制冷壳体、制冷密封系统、风冷结构和信号输出装置，制冷密封系统、风冷结构和信号输出装置均设置在相机制冷壳体内，制冷密封系统包括制冷腔体5和水冷板11，制冷腔体5的上端中心处设置有光学窗口4，制冷密封系统还包括CCD信号转接板7、温度传感器12、热电制冷片10和水冷盖板16，CCD相机6贴附在热电制冷片10的冷端，水冷板11的上端面为凹腔结构11-1，水冷板11上加工有若干条流道11-2，若干条流道11-2相互连通设置，流道11-2的进口和出口均连接有一根水冷接头15，热电制冷片10的热端紧贴在水冷板11的凹腔结构11-1中，热电制冷片10的热端与水冷板11之间涂有导热硅胶层，CCD相机6与CCD信号转接板7的一端插接连接，CCD信号转接板7的另一端穿过水冷板11的夹层并位于水冷板11外部，水冷板11与CCD信号转接板7之间通过环氧树胶密封，水冷板11上本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于热电制冷的CCD相机制冷装置，所述CCD相机制冷装置包括相机制冷壳体、制冷密封系统、风冷结构和信号输出装置，制冷密封系统、风冷结构和信号输出装置均设置在相机制冷壳体内，其特征在于：/n制冷密封系统包括制冷腔体(5)和水冷板(11)，制冷腔体(5)的上端中心处设置有光学窗口(4)，制冷密封系统还包括CCD信号转接板(7)、温度传感器(12)、热电制冷片(10)和水冷盖板(16)，CCD相机(6)贴附在热电制冷片(10)的冷端，水冷板(11)的上端面为凹腔结构(11-1)，水冷板(11)上加工有若干条流道(11-2)，若干条流道(11-2)相互连通设置，流道(11-2)的进口和出口均连接有一根水冷接头(15)，热电制冷片(10)的热端紧贴在水冷板(11)的凹腔结构(11-1)中，热电制冷片(10)的热端与水冷板(11)之间涂有导热硅胶层，CCD相机(6)与CCD信号转接板(7)的一端插接连接，CCD信号转接板(7)的另一端穿过水冷板(11)的夹层并位于水冷板(11)外部，水冷板(11)与CCD信号转接板(7)之间通过环氧树胶密封，水冷板(11)上设置有温度传感器(12)，水冷板(11)下端通过焊接水冷盖板(16)进行密封，制冷腔体(5)内充有氮气或抽真空处理；/n风冷结构包括热管座(17)、散热翅片(19)、风扇(20)和若干根热管(18)，热管座(17)安装在水冷盖板(16)的下端面上，热管座(17)上加工有若干个热管凹道，热管(18)的数量与热管凹道一一对应设置，热管(18)的上部安装在相应的热管凹道中，散热翅片(19)位于热管座(17)的下方，风扇(20)安装在散热翅片(19)的侧壁上，热管(18)的下部由散热翅片(19)穿出；/n信号输出装置包括主控板(21)、插针(22)、驱动电路板(23)、驱动电路散热板(24)和通信传输及电源接口(25)，驱动电路散热板(24)焊接在散热翅片(19)的侧壁上，驱动电路板(23)安装在驱动电路散热板(24)上，主控板(21)安装在相机制冷壳体内且与驱动电路板(23)平行设置，驱动电路板(23)通过插针(22)与主控板(21)电连接，通信和电源接口(25)位于主控板(21)的下部。/n...
【技术特征摘要】
1.一种基于热电制冷的CCD相机制冷装置，所述CCD相机制冷装置包括相机制冷壳体、制冷密封系统、风冷结构和信号输出装置，制冷密封系统、风冷结构和信号输出装置均设置在相机制冷壳体内，其特征在于：
制冷密封系统包括制冷腔体(5)和水冷板(11)，制冷腔体(5)的上端中心处设置有光学窗口(4)，制冷密封系统还包括CCD信号转接板(7)、温度传感器(12)、热电制冷片(10)和水冷盖板(16)，CCD相机(6)贴附在热电制冷片(10)的冷端，水冷板(11)的上端面为凹腔结构(11-1)，水冷板(11)上加工有若干条流道(11-2)，若干条流道(11-2)相互连通设置，流道(11-2)的进口和出口均连接有一根水冷接头(15)，热电制冷片(10)的热端紧贴在水冷板(11)的凹腔结构(11-1)中，热电制冷片(10)的热端与水冷板(11)之间涂有导热硅胶层，CCD相机(6)与CCD信号转接板(7)的一端插接连接，CCD信号转接板(7)的另一端穿过水冷板(11)的夹层并位于水冷板(11)外部，水冷板(11)与CCD信号转接板(7)之间通过环氧树胶密封，水冷板(11)上设置有温度传感器(12)，水冷板(11)下端通过焊接水冷盖板(16)进行密封，制冷腔体(5)内充有氮气或抽真空处理；
风冷结构包括热管座(17)、散热翅片(19)、风扇(20)和若干根热管(18)，热管座(17)安装在水冷盖板(16)的下端面上，热管座(17)上加工有若干个热管凹道，热管(18)的数量与热管凹道一一对应设置，热管(18)的上部安装在相应的热管凹道中，散热翅片(19)位于热管座(17)的下方，风扇(20)安装在散热翅片(19)的侧壁上，热管(18)的下部由散热翅片(19)穿出；
信号输出装置包括主控板(21)、插针(22)、驱动电路板(23)、驱动电路散热板(24)和通信传输及电源接口(25)，驱动电路散热板(24)焊接在散热翅片(19)的侧壁上，驱动电路板(23)安装在驱动电路散热板(24)上，主控板(21)安装在相机制冷壳体内且与驱动电路板(23)平行设置，驱动电路板(23)通过插...
【专利技术属性】
技术研发人员：范贤光，黄江尧，王昕，许英杰，颜晓梅，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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