[发明专利]红外探测器杜瓦组件测试用液氮水平制冷装置及设计方法

权利要求书

1.一种红外探测器杜瓦组件测试用液氮水平制冷装置，包括液氮腔体壁(1)、液氮腔底(2)、上盖(3)、真空保持罩(4)、压紧螺母(5)、杜瓦组件安装法兰(6)、抽气阀座(7)、抽气阀塞(8)、外壳(9)、冷指(10)、输液管(11)、尾气管(12)、热耦合器(13)、液氮堵头(14)、尾气管座(15)、液氮流量调节杆(16)、定杆座(17)、导气底座(18)，其特征在于：

所述的液氮腔体壁(1)下端为液氮腔底(2)，液氮腔体壁(1)与液氮腔底(2)外部为真空保持罩(4)，在真空保持罩(4)外部为外壳(9)；外壳(9)顶部为上盖(3)，上盖(3)上部为定杆座(17)，定杆座(17)下部为液氮流量调节杆(16)，外壳底端为尾气座(15)，外壳顶部一侧为抽气阀座(7)，抽气阀座(7)内为抽气阀塞(8)，外壳底部一侧为法兰(6)；法兰(6)后部为外壳(9)，法兰(6)前部为冷指(10)，冷指(10)前部为耦合器(13)，耦合器(13)后部并在冷指(10)内部为输液管(11)及尾气管(12)；输液管(11)一端与液氮腔底(2)相连另一端与耦合器(13)相连；尾气管(12)一端与耦合器(13)相连另一端与尾气座(15)相连；尾气座(15)下部为底座(18)。

2.根据权利要求1所述的一种红外探测器杜瓦组件测试用液氮水平制冷装置，其特征在于：所述的液氮腔底(2)的上部加工成导液锥槽(201)，其半锥角选择为15°-30°，其中孔的中部外圆加工外螺纹(202)，在外螺纹(202)下面的外圆周侧面加工为光孔(203)，底面加工沉头底孔(204)。

3.根据权利要求1所述的一种红外探测器杜瓦组件测试用液氮水平制冷装置，其特征在于：所述的真空保持罩(4)由罩上盖(401)、圆形网(402)、罩上垫块(403)、罩桶(404)、活性碳(405)、罩下垫块(406)组成，罩上盖(401)、罩上垫块(403)、罩桶(404)底面和罩下垫块(406)相对应的位置开数量相等圆形出气孔，这些零件均选用材料密度轻的铝合金，圆形网(402)选用铜网或不锈钢网，其各垫一块于罩上盖(401)和罩上垫块(403)及罩桶(404)和罩下垫块(406)之间。

4.根据权利要求1所述的一种红外探测器杜瓦组件测试用液氮水平制冷装置，其特征在于：所述的热耦合器(13)由输液管固定座(1301)、热耦合器座(1302)、轴向压力弹簧(1303)和冷帽(1304)组成，除轴向压力弹簧(1303)外均选用无氧铜或紫铜材料，轴向压力弹簧(1303)选用弹簧钢。

5.根据权利要求1所述的一种红外探测器杜瓦组件测试用液氮水平制冷装置，其特征在于：所述的液氮流量调节杆(16)由防堵流量调节针锥(1601)、插销(1602)、过渡块(1603)、拉杆(1604)和调节螺钉(1605)组成，防堵流量调节针锥(1601)材料选用不锈钢，下面外圆周开有矩形槽，其半锥角度选择12°-15°，与液氮腔底(2)上导液锥槽(201)采用间隙配合，防堵流量调节针锥上部与过渡块之间通过销钉连接；拉杆选用环氧棒材料，调节旋钮螺钉下部加工有螺旋测微螺纹，与定杆座(17)螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的一种红外探测器杜瓦组件测试用液氮水平制冷装置，其特征在于：液氮腔的直径D、高度H和确定方法如下：

液氮腔的高度H由下式确定：

式中：d为液氮流量调节有效等效直径，取值为0.2mm–1mm；Q1为红外探测器杜瓦组件的热容量；W为杜瓦的漏热和探测器工作焦耳热；T为制冷时间；Q2为液氮的每克的潜化热；g为重力加速度；ρ为液氮的比重；

液氮腔的直径D由下式确定：