[实用新型]用于集成式杜瓦组件变温测试的制冷结构

说明书

技术领域

本专利涉及集成式杜瓦组件封装技术，具体是指一种用于集成式超长线列红外焦平面杜瓦组件封装过程中对探测器进行变温测试的制冷结构，它适用于采用了直线型脉冲管制冷机与探测器集成耦合式杜瓦组件内探测器性能过程测试。

背景技术

随着对空间分辨率及探测器灵敏度等要求的提高，红外焦平面探测器常常采用线列或者阵列拼接探测器芯片模块的方式以提高分辨率。对于采用这类拼接方式的红外焦平面探测器对工作温度及温度均匀性要求较高，因此常常采用杜瓦组件与直线型脉冲管集成耦合方式以满足大冷量、深低温的制冷需求。

在集成式杜瓦探测器封装过程中，一般是杜瓦、探测器与直线型脉冲管制冷机完成封装后，采用制冷机开机测试探测器性能，通过这种方式测试带来的缺点就是：1)无法确定探测器各模块在经过组装、封装等多道工艺后，其低温工作时的性能指标是否能与封装之前保持一致；2)如果测试过程中发现某个探测器模块有问题，还需要将已经完成密封焊接的的杜瓦与制冷机冷指两端的焊缝通过机加工方式铣开，这不仅会因在修配过程中产生的应力对制冷机冷指及其他零部件造成损坏,还会延长探测器封装周期；3)采用直线型脉冲管制冷机进行开机测试时，还会带来另外一些问题：比如制冷机压缩机工作过程中，会产生持续振动；制冷机压缩机线圈转动会造成电磁干扰，会增加探测器的噪声，可能影响测试结果的准确性。

发明内容

本专利的目的是提供一种集成式杜瓦组件内变温测试的制冷结构，解决了探测器与制冷机耦合封装过程中探测器性能无干扰的测试和缩短封装周期问题，满足探测器性能在封装过程中性能控制的要求。

本专利的一种集成式杜瓦组件变温测试的制冷结构，如附图1所示，包括环氧拉杆柄1、环氧拉杆2、液氮腔密封盖板3、外壳4、液氮存储腔5、杜瓦一体支撑小端密封盖板6、芯柱7、定杆帽8、液氮托盘9、冷头10、测温铂电阻11、引线12、引线环13、杜瓦一体支撑密封底板14、加热电阻15、杜瓦一体支撑大端密封盖板16、待测试杜瓦17。环氧拉杆柄1与环氧拉杆2的上端通过低温胶胶接，液氮腔密封盖3与外壳4中间由液氮密封盖板橡胶圈301实现密封，外壳4分别与液氮存储腔5上端、杜瓦一体支撑小端密封盖板6通过激光焊接进行密封，液氮存储腔5与芯柱7通过激光焊接方式密封，定杆帽8的螺纹将环氧拉杆2下端与液氮托盘9固定，芯柱7与冷头10之间采用真空钎焊方式连接，在冷头10表面使用低温环氧胶分别胶接测温铂电阻11、加热电阻15,测温铂电阻11、加热电阻15均通过引线12连接，引线环13与杜瓦一体支撑密封底板14通过激光焊接连接，杜瓦一体支撑大端密封盖板16与待测杜瓦17的一体支撑1702下部小端面之间由杜瓦一体支撑大端密封盖板橡胶圈1601实现密封,待测试杜瓦17内冷链1701下端面与冷头10固定使其紧密接触。

本专利的实现方法如下：

将待测试杜瓦的排气管1704与排气机组通过法兰连接，将其腔体抽真空，使测试装置内部真空度达到1×10^-4Pa时。将液氮缓缓注入液氮存储腔内，经过一段时间后，杜瓦内探测器冷平台逐渐达到热平衡，此时杜瓦内部真空度达到1×10^-5Pa。在此条件下可实现杜瓦及变温测试制冷结构内部固体传导漏热和各零部件的辐射漏热不变。因此可由热传导公式进行推导，得到其中，λ为芯柱7的导热系数，A为芯柱7薄壁的横截面积，Q_漏热为杜瓦17漏热，ΔL为环氧拉杆2推拉的长度变化量。如附图2所示，T₁为环氧拉杆2将液氮托盘9推到芯柱7的底部时由待测杜瓦17冷平台上二极管所测温度值，T₂为环氧拉杆2将液氮托盘9拉到芯柱7的上部时由待测杜瓦17冷平台上二极管所测温度值，因此，ΔT＝(T₂-T₀)-(T₁-T₀)＝T₂-T₁,T₀为液氮温度。由公式可得知环氧拉杆2的长度ΔL与ΔΤ为线性关系。因此在环氧拉杆2的上端201区域刻上一定的分度值，该分度值代表了的分度，通过拉动不同刻度来调节不同液氮冷却量，实现较大的测温范围。