可实现主动控温及快速制冷的节流制冷器及探测器制造技术

本发明专利技术涉及一种节流制冷器，包括芯轴、法兰、封盖、冷指及缠绕于芯轴外壁上的换热管。冷指与芯轴之间围设形成膨胀腔，换热管通过节流元器件与膨胀腔导通，法兰与冷指连接并封闭膨胀腔，法兰内设有与换热管连通的进气通道以及与膨胀腔连通的排气通道；封盖通过弹性件限制而可活动地盖合在排气通道的出口端。另外本发明专利技术还涉及采用该节流制冷器的探测器。本发明专利技术在法兰中设置排气通道并通过弹性件对封盖进行限制，当膨胀腔内压力与弹性作用力之间保持平衡时封盖即保持一定的开度，进而维持制冷器的背压，达到主动控制节流制冷温度的目的。当其应用于制冷型探测器时，可实现探测器的焦平面温度稳定、连续可调，保证芯片成像的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
可实现主动控温及快速制冷的节流制冷器及探测器
本专利技术属于制冷与低温工程
，具体涉及一种可实现主动控温及快速制冷的节流制冷器及采用该节流制冷器的探测器。
技术介绍
红外探测是伴随着军事需求等快速发展起来的，探测原理是依据目标自身的红外辐射进行探测，相比于电磁波探测等，它具有体积小、分辨率高、隐蔽性好、抗干扰能力强等优点；而相比于可见光探测，红外探测具有投烟雾及可昼夜工作等的优点。制冷型红外探测器的红外成像等物理或化学过程，只有低温的环境下发生，工作温度在100K甚至更低；同时，在低温条件下，可以减小红外成像的热噪声等。对于快速制冷型的节流探测器，芯片达到其工作温度100K后，由于节流制冷器还未达到其两相区温度，芯片工作温度会进一步下降，而在焦温下降过程中，芯片成像的稳定性较差。
技术实现思路
本专利技术涉及一种可实现主动控温及快速制冷的节流制冷器及采用该节流制冷器的探测器，至少可解决现有技术的部分缺陷。本专利技术涉及一种可实现主动控温及快速制冷的节流制冷器，包括芯轴、冷指、法兰和换热管，所述换热管上设有节流元器件，所述冷指套设于所述芯轴外并且与所述芯轴之间围设形成膨胀腔，所述换热管缠绕于所述芯轴外壁上并且通过所述节流元器件与所述膨胀腔导通，所述法兰与所述冷指连接并且封闭所述膨胀腔，所述法兰内设有与所述换热管连通的进气通道以及与所述膨胀腔连通的排气通道；还包括封盖，所述封盖通过弹性件限制而可活动地盖合在所述排气通道的出口端，所述弹性件另一端连接于所述法兰上。作为实施方式之一，所述排气通道有多个，所述封盖对应配置为多个，各所述排气通道均与所述膨胀腔导通。作为实施方式之一，各所述排气通道均匀间隔地环绕所述芯轴的中轴线布置。作为实施方式之一，所述弹性件收容于所述排气通道内，所述封盖可分离地盖合在所述排气通道的出口端。作为实施方式之一，所述排气通道内可拆卸地固定有安装块，所述弹性件一端与所述封盖内表面固连而另一端与所述安装块固连。作为实施方式之一，所述排气通道内滑动设置有安装块，所述弹性件一端与所述封盖内表面固连而另一端与所述安装块固连；所述安装块上设有螺杆，于所述法兰上对应开设有腰圆形槽并且该腰圆形槽的长度方向与弹性件的伸缩方向平行，所述螺杆穿出所述腰圆形槽并且通过螺母锁紧。作为实施方式之一，所述弹性件为弹簧。作为实施方式之一，所述冷指同轴套设于所述芯轴外。作为实施方式之一，所述芯轴为锥台形芯轴，所述冷指为锥台形冷指。本专利技术还涉及一种探测器，包括如上所述的可实现主动控温及快速制冷的节流制冷器。本专利技术至少具有如下有益效果：本专利技术在法兰中设置排气通道并通过弹性件对封盖进行限制，高压气体经由进气通道进入换热管进行换热，预冷后的气体经节流元器件节流膨胀，膨胀后的气体在膨胀腔内进行积聚，当压力达到设定背压时，即克服弹性件的弹性作用力的限制而使封盖打开，此时膨胀腔内压力与弹性作用力之间保持平衡，封盖即保持一定的开度，进而维持制冷器的背压，达到主动控制节流制冷温度的目的，当其应用于制冷型探测器时，可稳定控制探测器的焦温，保证芯片成像的稳定性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例提供的节流制冷器的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的控温结构的示意图；图3为本专利技术实施例提供的多个控温结构在法兰上的分布示意图。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1，本专利技术实施例提供一种节流制冷器，包括芯轴12、冷指11、法兰16和换热管10，所述换热管10上设有节流元器件，所述冷指11套设于所述芯轴12外并且与所述芯轴12之间围设形成膨胀腔，所述换热管10缠绕于所述芯轴12外壁上并且通过所述节流元器件与所述膨胀腔导通，所述法兰16与所述冷指11连接并且封闭所述膨胀腔，所述法兰16内设有与所述换热管10连通的进气通道以及与所述膨胀腔连通的排气通道8。其中，芯轴12和冷指11为本领域常规组件，具体结构此处不作赘述；上述换热管10一般是缠绕在芯轴12上，可采用如图1中所示的呈螺旋状缠绕在芯轴12上，以达到所需的制冷效果，上述节流元器件是本领域常规设置，此处不作详述。高压气体经上述进气通道进入换热器内，再经节流元器件后膨胀，随后经膨胀腔和排气通道8回流，完成制冷循环。在其中一个实施例中，如图1，上述进气通道包括设置在法兰16内的进气管4，该进气管4通过过渡连接管13与换热管10连接，该过渡连接管13与进气管4及换热管10的连接处优选进行焊接。芯轴12/冷指11通过法兰16与其它构件(例如探测器芯片)连接，并将进气通道和排气通道8设置于法兰16上，构件布局紧凑，可以相应地减小设备体积。在优选的实施方式中，上述冷指11与法兰16之间密封装配，例如，在冷指11上开设密封槽，并在该密封槽中设置密封圈9，法兰16装配至冷指11上之后，通过该密封圈9可实现二者之间的密封装配。在其中一个实施例中，上述冷指11同轴套设于芯轴12外，保证冷却的均匀性，上述膨胀腔对应为环形腔。在其中一个实施例中，如图1，上述芯轴12为锥台形芯轴12，所述冷指11为锥台形冷指11，采用锥形结构可实现快速制冷。进一步优化上述节流制冷器的结构，如图1和图2，该节流制冷器还包括封盖15，所述封盖15通过弹性件7限制而可活动地盖合在所述排气通道8的出口端，所述弹性件7另一端连接于所述法兰16上。该弹性件7可采用弹簧7等常规弹性器件，本实施例中，优选采用弹簧7钢制作的弹簧7，具有较好的弹性；可以理解地，该弹性件7一端与封盖15连接而另一端即连接在上述法兰16上。在可选的实施例中，上述封盖15盖合在排气通道8的出口端但可与该出口端分离，即该封盖15可分离地盖合在排气通道8的出口端上，当未能克服弹性件7的弹性作用力的限制时，该封盖15即封堵该排气通道8的出口端，当克服弹性件7的弹性作用力的限制时，该封盖15即与该出口端分离而不与该出口端接触；在该方案中，优选为设置上述弹性件7收容于所述排气通道8内，不仅便于布置，而且对封盖15的限制效果较好。当然也可采用其他的结构，例如该封盖15铰接在法兰16上，上述弹性件7则可与铰轴相对设置而对封盖15的旋转运动进行限制。本实施例在法兰16中设置排气通道8并通过弹性件7对封盖15进行限制，高压气体经由进气通道进入换热管10进行换热，预冷后的气体经节流元器件节流膨胀，膨胀后的气体在膨胀腔内进行积聚，当压力达到设定背压时，即克服弹性件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可实现主动控温及快速制冷的节流制冷器，包括芯轴、冷指、法兰和换热管，所述换热管上设有节流元器件，其特征在于：所述冷指套设于所述芯轴外并且与所述芯轴之间围设形成膨胀腔，所述换热管缠绕于所述芯轴外壁上并且通过所述节流元器件与所述膨胀腔导通，所述法兰与所述冷指连接并且封闭所述膨胀腔，所述法兰内设有与所述换热管连通的进气通道以及与所述膨胀腔连通的排气通道；/n还包括封盖，所述封盖通过弹性件限制而可活动地盖合在所述排气通道的出口端，所述弹性件另一端固定于所述法兰上。/n

【技术特征摘要】
1.一种可实现主动控温及快速制冷的节流制冷器，包括芯轴、冷指、法兰和换热管，所述换热管上设有节流元器件，其特征在于：所述冷指套设于所述芯轴外并且与所述芯轴之间围设形成膨胀腔，所述换热管缠绕于所述芯轴外壁上并且通过所述节流元器件与所述膨胀腔导通，所述法兰与所述冷指连接并且封闭所述膨胀腔，所述法兰内设有与所述换热管连通的进气通道以及与所述膨胀腔连通的排气通道；
还包括封盖，所述封盖通过弹性件限制而可活动地盖合在所述排气通道的出口端，所述弹性件另一端固定于所述法兰上。


2.如权利要求1所述的可实现主动控温及快速制冷的节流制冷器，其特征在于：所述排气通道有多个，所述封盖对应配置为多个，各所述排气通道均与所述膨胀腔导通。


3.如权利要求2所述的可实现主动控温及快速制冷的节流制冷器，其特征在于：各所述排气通道均匀间隔地环绕所述芯轴的中轴线布置。


4.如权利要求1所述的可实现主动控温及快速制冷的节流制冷器，其特征在于：所述弹性件收容于所述排气通道内，所述封盖可分离地盖合在所述排气通道的出口端。


5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓永，王立保，王玲，黄太和，黄炫佳，
申请(专利权)人：武汉高芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42