[发明专利]一种制冷型红外机芯及其制作方法

说明书

本发明提供了一种制冷型红外机芯及其制作方法，解决现有技术所存在的制冷效果差、机芯体积较大、质量较重的问题。该制冷型红外机芯包括机芯壳体以及位于机芯壳体内部的制冷型红外探测器、探测器电路板、第一导热板、二级TEC热电制冷器、第二导热板、TEC驱动电路板、探测器驱动电路板、图像处理电路板和接口转换电路板。第一导热板的一侧与制冷型红外探测器的外壳底部相连，另一侧与二级TEC热电制冷器的冷端相连；二级TEC热电制冷器的热端与第二导热板的一侧相连；第二导热板与所述机芯壳体相连；TEC驱动电路板、探测器驱动电路板、图像处理电路板和接口转换电路板自上而下依次安装在第二导热板下方的腔体内；二级TEC热电制冷器与TEC驱动电路板相连。

技术领域

本发明属于制冷型红外成像技术，具体涉及一种制冷型红外机芯及其制作方法。

背景技术

红外机芯正朝着小型化、全天候、远距离、高清晰、高性能、低功耗等方向发展.现有制冷型红外机芯一般采用一级TEC热电制冷器，但制冷效果较差，无法满足既定要求，或是采用杜瓦瓶结构达到制冷效果，然而这种结构体积较大，质量较重，不便于携带运输。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术所存在的制冷效果差、机芯体积较大、质量较重的不足之处，而提供了一种制冷型红外机芯及其制作方法。

为实现上述目的，本发明所提供的技术解决方案是：

一种制冷型红外机芯，其特殊之处在于，包括机芯壳体以及位于机芯壳体内部的制冷型红外探测器、探测器电路板、第一导热板、二级TEC热电制冷器、第二导热板、TEC驱动电路板、探测器驱动电路板、图像处理电路板和接口转换电路板；所述制冷型红外探测器固定在探测器电路板上，其包括红外窗口、红外焦平面、温度传感器和一级TEC热电制冷器；所述第一导热板的一侧与制冷型红外探测器的外壳底部相连，另一侧与二级TEC热电制冷器的冷端相连；所述二级TEC热电制冷器的热端与第二导热板的一侧相连；所述第二导热板与所述机芯壳体相连；所述TEC驱动电路板、探测器驱动电路板、图像处理电路板和接口转换电路板自上而下依次安装在第二导热板下方的腔体内；所述温度传感器输出的温度信号、一级TEC热电制冷器及二级TEC热电制冷器均与TEC驱动电路板电连接。

进一步地，所述图像处理电路板上方设置有导热组件，所述导热组件为固定在机芯壳体上的横板。

进一步地，为了增大散热面积，有利于机芯壳体内电子元器件的散热，所述机芯壳体的侧面采用散热片结构。

进一步地，为了防止二级TEC热电制冷器热端的温度通过辐射方式影响红外焦平面，所述第二导热板和制冷型红外探测器的外壳之间填充有隔热材料。

进一步地，所述第二导热板与机芯壳体为一体设置。

进一步地，采用螺栓从机芯壳体底部依次穿过接口转换电路板、图像处理电路板、探测器驱动电路板和TEC驱动电路板，并将所述螺栓固定在所述第二导热板上，为了防止各电路板的热量扩散，所述螺栓上加装有隔热套。

进一步地，所述制冷型红外探测器焊接在探测器电路板上，所述探测器电路板的底端固定在第一导热板上，所述第一导热板通过卡槽与二级TEC热电制冷器的冷端相连。

进一步地，所述第一导热板和第二导热板均选用热阻低于2.5K/W的导热铜块。

进一步地，所述第一导热板的尺寸为33mm×43mm，所述第二导热板的尺寸为65mm×65mm。

本发明还提供了上述制冷型红外机芯的制作方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1)将机芯壳体的侧面制作成散热片结构，机芯壳体内部设计有第二导热板和横板，有利于散热，从而保证机芯在要求温度条件下可靠的工作；

步骤2)将制冷型红外探测器置于机芯壳体内的上端，并焊接在探测器电路板上；