用于真空环境的气室型X光相机制造技术

本发明专利技术涉及一种用于真空环境的气室型X光相机，为解决现有技术存在结构复杂且导热效率低的技术问题。该气室型X光相机包括第一密封板、制冷块、成像电路板单元、第二密封板、连接单元、相机壳体、安装在第一密封板上的X光芯片单元以及密封安装在第一密封板上且与连接单元相连的水冷块。第一密封板、第二密封板密封安装在相机壳体两端，且与水冷块形成气室结构；制冷块两端分别紧贴于X光芯片单元与水冷块；位于气室结构内的成像电路板单元包括分别与X光芯片单元、连接单元电连接的第一成像电路板及第二成像电路板、紧贴安装在水冷块上的第一安装板及第二安装板，第一成像电路板、第二成像电路板对应安装在第一安装板、第二安装板上。板上。板上。

【技术实现步骤摘要】
用于真空环境的气室型X光相机


[0001]本专利技术涉及X光相机，具体涉及用于真空环境的气室型X光相机。

技术介绍

[0002]X光相机可用于获取X光成像的图像，通常情况下，由于X光图像的获取条件受限，X光相机需要置于真空环境中工作。当X光相机工作时，其制冷块以及用于图像处理的成像电路板都会发热，然而，由于真空环境中的热量不能传递，成像电路板长时间发热会严重影响X光相机的使用性能，因此需要对发热的成像电路板进行冷却。目前，常用金属导热或者风冷的方式对成像电路板进行冷却，通过与成像电路板接触将热量传递到外界，但由于这种接触式冷却方式所需的接触表面积较大而导致整体结构复杂、占用空间较大且导热效率低，进而影响X光相机的使用寿命，因此需要设计一种采用气室结构且冷却效率高的X光相机。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为解决现有X光相机存在结构复杂且导热效率低，进而影响使用寿命的技术问题，而提供一种用于真空环境的气室型X光相机。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种用于真空环境的气室型X光相机，其特殊之处在于：包括X光芯片单元、第一密封板、制冷块、成像电路板单元、第二密封板、连接单元、相机壳体以及密封安装在所述第一密封板上的水冷块；
[0006]所述第一密封板、第二密封板分别密封安装在所述相机壳体的两端；所述第一密封板、水冷块、第二密封板以及相机壳体形成气室结构；所述X光芯片单元安装在第一密封板的外侧；所述第一密封板上设置有第一通孔；所述制冷块位于第一通孔内，且一端紧贴于X光芯片单元，另一端紧贴于水冷块位于气室结构外的一端；
[0007]所述成像电路板单元位于所述气室结构内；所述成像电路板单元包括第一成像电路板、第二成像电路板、第一安装板以及第二安装板；所述第一安装板、第二安装板分别紧贴安装在水冷块相对的两个侧面，且第一安装板、第二安装板沿水冷块轴向上的长度均大于水冷块的轴向长度；所述第一成像电路板安装在第一安装板上；所述第二成像电路板安装在第二安装板上；所述X光芯片单元分别与第一成像电路板、第二成像电路板电连接；所述连接单元安装在第二密封板上，所述连接单元分别与第一成像电路板、第二成像电路板电连接，以及与水冷块的内部水路管道连接。
[0008]进一步地，所述第一成像电路板上发热量高的元件位于第一成像电路板与第一安装板之间，且与水冷块位置相对应；所述第二成像电路板上发热量高的元件位于第二成像电路板与第二安装板之间，且与水冷块位置相对应；所述第一成像电路板与第一安装板的缝隙之间、第二成像电路板与第二安装板的缝隙之间均设置有绝缘的导热垫片，可以实现导热效率高的效果。
[0009]进一步地，为了更能提高散热效率，所述水冷块远离制冷块的一端设置有两个第一水路连接头，所述水冷块的其余两个侧面设计为片齿状；所述连接单元包括设置在第二密封板上且一端伸入气室结构内的电源插座、两个第二水路连接头以及两个光纤连接头；所述光纤连接头、第二水路连接头以及电源插座均采用气密结构，以保证气室结构的密封性；
[0010]两个所述第一水路连接头的一端分别与水冷块内部水路管道的进出水口相连；两个所述第二水路连接头位于气室结构内的一端分别与两个第一水路连接头的另一端相连，位于气室结构外的一端分别与外部水冷机的进出水口相连，用于形成循环水路；两个所述光纤连接头分别与第一成像电路板、第二成像电路板连接，用于传输图像；所述电源插座与第一成像电路板、第二成像电路板电连接，用于供电。
[0011]进一步地，所述X光芯片单元包括芯片安装座、X光芯片、芯片电路板、两个压板以及多个芯片支撑柱；
[0012]所述X光芯片通过两个压板安装在芯片安装座上；所述X光芯片上设置有第一插针，且通过第一插针安装在芯片电路板上；所述芯片安装座通过芯片支撑柱穿过芯片电路板安装在第一密封板上；所述第一密封板上设置有真空烧结的第二插针；所述芯片电路板安装在第一密封板上，且通过第二插针分别与第一成像电路板、第二成像电路板实现电连接；所述芯片电路板上设置有第二通孔，制冷块的一端穿过第二通孔紧贴于两个压板间的X光芯片，用于将X光芯片的温度降到零下8℃
‑
12℃。
[0013]进一步地，所述第一成像电路板、第二成像电路板、第一安装板以及第二安装板相互平行，且沿水冷块轴向上的长度相等。
[0014]进一步地，为了保护各元器件，还包括安装在所述第一密封板外侧的第一防护壳体以及安装在所述第二密封板外侧的第二防护壳体；
[0015]所述第一防护壳体、第二防护壳体周向上的外表面均与相机壳体的外表面相平齐。
[0016]进一步地，所述水冷块、第一安装板以及第二安装板均采用紫铜材料。
[0017]进一步地，所述第一密封板与相机壳体之间、第一密封板与水冷块之间，以及第二密封板与相机壳体之间均设置有密封圈。
[0018]进一步地，所述X光芯片、第一通孔、第二通孔、制冷块以及水冷块的轴线重合，使整体结构紧凑，空间布局较小。
[0019]本专利技术的有益效果：
[0020]1、本专利技术提供了一种用于真空环境的气室型X光相机，整体结构紧凑、安装方便。其中，由于第一密封板、相机壳体以及第二密封板在真空环境下形成一个气室结构，第一安装板、第二安装板分别安装在水冷块的两侧，第一成像电路板安装在第一安装板上，第二成像电路板安装在第二安装板上，因此利用气室结构内的空气导热配合水冷块能够有效地传递第一成像电路板和第二成像电路板的热量，实现了导热效率高且结构简单的目的，进而提高了X光相机的使用寿命和性能。
[0021]2、本专利技术中第一成像电路板上发热量高的元件位于第一成像电路板与紧贴水冷块的第一安装板之间，第二成像电路板上发热量高的元件位于第二成像电路板与紧贴水冷块的第二安装板之间，再配合所设置的导热垫片，极大地提高了导热效率。另外，水冷块的
其余两侧设计为片齿状，可以增大与气室结构内空气的接触面积，进而可以更好地实现散热效果。水冷块、第一安装板以及第二安装板均采用紫铜材料，可以提高导热率。
[0022]3、本专利技术中的X光芯片通过压板安装在芯片安装座上，芯片安装座通过芯片支撑柱安装在第一密封板上，便于拆装维护，且二次安装时能够保证X光芯片的位置不会发生改变，进而利于图像像素点位置的标定。
[0023]4、本专利技术中的第一防护壳体以及第二防护壳体能够有效地保护各元器件，此外，光纤连接头、第二水路连接头以及电源插座均采用气密结构，保证了气室结构的密封性。
附图说明
[0024]图1是本专利技术用于真空环境的气室型X光相机实施例的半剖立体结构示意图；
[0025]图2是图1剖面的局部结构示意图；
[0026]图3是本专利技术实施例中第一成像电路板的立体结构示意图；
[0027]图4是本专利技术实施例中X光芯片单元的立体结构示意图(未示出芯片电路板和芯片支撑柱)；
[0028]图5是本专利技术实施例中水冷块的立体结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于真空环境的气室型X光相机，其特征在于：包括X光芯片单元(1)、第一密封板(2)、制冷块(3)、成像电路板单元(5)、第二密封板(6)、连接单元(7)、相机壳体(8)以及密封安装在所述第一密封板(2)上的水冷块(4)；所述第一密封板(2)、第二密封板(6)分别密封安装在所述相机壳体(8)的两端；所述第一密封板(2)、水冷块(4)、第二密封板(6)以及相机壳体(8)形成气室结构；所述X光芯片单元(1)安装在第一密封板(2)的外侧；所述第一密封板(2)上设置有第一通孔(21)；所述制冷块(3)位于第一通孔(21)内，且一端紧贴于X光芯片单元(1)，另一端紧贴于水冷块(4)位于气室结构外的一端；所述成像电路板单元(5)位于所述气室结构内；所述成像电路板单元(5)包括第一成像电路板(51)、第二成像电路板(52)、第一安装板(53)以及第二安装板(54)；所述第一安装板(53)、第二安装板(54)分别紧贴安装在水冷块(4)相对的两个侧面，且第一安装板(53)、第二安装板(54)沿水冷块(4)轴向上的长度均大于水冷块(4)的轴向长度；所述第一成像电路板(51)安装在第一安装板(53)上；所述第二成像电路板(52)安装在第二安装板(54)上；所述X光芯片单元(1)分别与第一成像电路板(51)、第二成像电路板(52)电连接；所述连接单元(7)安装在第二密封板(6)上，所述连接单元(7)分别与第一成像电路板(51)、第二成像电路板(52)电连接，以及与水冷块(4)的内部水路管道连接。2.根据权利要求1所述的用于真空环境的气室型X光相机，其特征在于：所述第一成像电路板(51)上发热量高的元件位于第一成像电路板(51)与第一安装板(53)之间，且与水冷块(4)位置相对应；所述第二成像电路板(52)上发热量高的元件位于第二成像电路板(52)与第二安装板(54)之间，且与水冷块(4)位置相对应；所述第一成像电路板(51)与第一安装板(53)的缝隙之间、第二成像电路板(52)与第二安装板(54)的缝隙之间均设置有绝缘的导热垫片(55)。3.根据权利要求2所述的用于真空环境的气室型X光相机，其特征在于：所述水冷块(4)远离制冷块(3)的一端设置有两个第一水路连接头(41)，所述水冷块(4)的其余两个侧面设计为片齿状；所述连接单元(7)包括设置在第二密封板(6)上且一端伸入气室结构内的电源插座(73)、两个第二水路连接头(72)以及两个光纤连接头(71)；所述光纤连接头(71)、第二水路连接头(72)以及电源插座(73)均采用气密结构；两个所述第一水路连接头(41)的一端分别与水冷块(4)内部水路管道的进出水...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军宁，薛艳博，闫亚东，何俊华，高炜，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：