[发明专利]一种抗径向振动和冲击的冷平台支撑结构

说明书

技术领域

本发明涉及红外探测器杜瓦组件技术，具体指一种抗径向振动和冲击的冷平台低漏热支撑结构和实现方法，它适用于制冷型红外探测器集成式的封装。

背景技术

红外探测器杜瓦组件在航天航空红外领域有着广泛的应用。随着波长向长波扩展和探测灵敏度的提高，红外探测器必须在深低温下才能工作。由于机械制冷具有结构紧凑、体积小、重量轻、制冷时间短、制冷温度可调范围大等优点，目前该类探测器件在应用中多采用机械制冷方式。斯特林制冷机是常选的机械制冷方式之一。由于旋转电机和曲柄连杆结构的斯特林制冷机相对于自由活塞结构的斯特林制冷机具有结构紧凑、效率高、且技术成熟、价格低，得到广泛的应用。

因旋转电机和曲柄连杆结构的斯特林制冷机能提供的冷量一般较小，在制冷型红外探测器的封装时，大多将红外探测器直接安装在制冷机冷指气缸的冷平台上。其相对于分置式红外探测器杜瓦组件的优点是杜瓦芯柱和制冷机的冷指气缸二合一，克服分置式杜瓦芯柱的固体传导漏热、芯柱与制冷机之间的残气传导换热，将红外探测器杜瓦组件的漏热降到了最低。但其相对于分置式红外探测器杜瓦组件的缺点为探测器安装冷平台抗径向振动和冲击的能力变差。若采用类似传统的分置式探测器杜瓦组件的冷平台抗径向振动和冲击方法，如增加制冷机冷指气缸的厚度、减少制冷机冷指气缸的长度、改变制冷机气缸的材料和在制冷机冷指气缸上设置加强筋。这些方法都会降低制冷机能提供的冷量，更重要的是在制冷机的冷指气缸上进行额外的技术处理，都会增加制冷机的研制复杂程度，甚至会影响制冷机的性能和可靠性。另外制冷机为标准产品，其被用于制冷各种规模的红外探测器，安装有探测器的冷平台抗振动和冲击的措施在制冷机冷指气缸上的预处理一般不容易实现。综上所述，这对集成式制冷型红外探测器杜瓦组件而言，冷平台支撑的抗径向振动和冲击能力问题显得更加突出。必须要探索一种新方法来解决这一问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗径向振动和冲击的冷平台的低漏热支撑结构和实现方法，可以克服探测器工作时制冷机振动的影响，同时满足了集成式红外探测器杜瓦组件航天或航空严酷的环境适应要求。

本发明的目的是这样实现的：集成式红外探测器杜瓦组件由悬臂式外壳1、冷指气缸2、红外焦平面探测器3、引线环4、窗口5、窗口帽6及抗径向振动和冲击的冷平台低漏热支撑结构组成，如图1所示。悬臂式外壳1的下端面焊接冷指气缸2，冷指气缸2的上端面即冷平台上放置红外焦平面探测器3，悬臂式外壳1上端面焊接引线环4，引线环4上焊接带有窗口5的窗口帽6。

所述的抗径向振动和冲击的冷平台低漏热支撑结构如附图2所示，由辅助支撑环7和四根斜撑式的低漏热陶瓷棒8组成。

低漏热陶瓷棒8选用氧化镐陶瓷材料，矩形截面积为0.09～0.36mm2。

辅助支撑环7材料选用不锈钢或可伐。在辅助支撑环7外圆柱面的中部周向有一条能嵌入悬臂式外壳1中间端面凹槽101内的凸边704，其上端面的外缘有两个对称的圆弧状凸边701。圆弧状凸边701的圆弧所对应的中心角为95°～105°，凸边厚度δ为1mm～2mm，高度为1.5mm～2mm。圆弧状凸边701的两端各有一个圆弧状的定位槽702。定位槽702的弧长为1mm～2mm，宽度为圆弧状凸边701厚度的槽的深度为圆弧状凸边701上端面到内孔703上端面的距离。

辅助支撑环7的内孔703套入冷指气缸2，将凸边704的上端面与悬臂式外壳1的中间端面凹槽101的上端面配合好后，采用激光焊或氩弧焊焊接在一起。辅助支撑环7内孔703的上端面低于冷指气缸2冷平台的下端面6mm～9mm。辅助支撑环7上的四个定位槽702用来限定低漏热陶瓷棒8的放置位置，使得放置好的四根低漏热陶瓷棒8以冷指气缸2为中心，两两相邻呈90°均匀分布。低漏热陶瓷棒8与冷指汽缸2和辅助支撑环7的定位槽702间通过低温胶连接。

本发明的实现方法如下：

1）先将辅助支撑环7用丙酮、酒精、去离子水超声清洗干净后，放入烘箱烘干。将烘干后的辅助支撑环7放入真空除气设备中除气。

2）在对中仪下，将辅助支撑环7的凸边704的上端面配合在悬臂式外壳1的中间端面凹槽101处，调节好辅助支撑环7的两个圆弧状凸边701相对于冷平台的位置。通过激光焊或氩弧焊的工艺将圆环704的上端面和悬臂式外壳1的中间端面凹槽101的上端面焊接在一起，如图2所示。

3）配制DW3胶。在低于35%的湿度下，依次用牙签滴入A胶1g；B胶0.2g；C胶0.04g，然后搅拌均匀。将搅拌好的胶放入60℃的烘箱烘3小时。