CN111024241B - 制冷型红外探测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于红外成像技术领域，具体涉及一种制冷型红外探测系统。本发明的制冷型红外探测系统的镜头与探测器支架直接相连接，中间不需要垫片，其调焦方式是通过滑动探测器的方式，光学镜头不动，根据探测的固定孔位，加工出长孔，滑板带动探测器在探测器支架滑道内的移动，来实现前后距离的精准微调，省去了加工垫片以及二次加工研磨垫片的过程，不仅减小累计误差，而且提高了装配效率，节约了成本。综上，本发明制冷型红外探测系统通过采用全新的外形和结构一体化设计，适用于恶劣的环境条件，为探测系统的电子组件部分提供了良好的结构平台，简化了结构设计，占用空间较小，具有可靠、稳定、实用的特点，能够保证探测系统的光学精度和使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于红外成像技术领域，具体涉及一种制冷型红外探测系统。
背景技术
近年来制冷型红外探测系统已广泛应用于工业、农业、医疗等各个领域。作为一种获取图像信息的工具，它可以用于生成过程监控、工况检测、图像拍摄显微观察、医学图像分析、地质遥感、气象遥感和成像导引等多个方面。
目前的技术需求中，需要设计出一种新的红外成像设备，具有通过探测器可调焦，设计方案满足红外探测系统作战使用性能、战术技术指标要求。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何提供一种制冷型红外探测系统。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种制冷型红外探测系统，所述系统包括：探测器支架1、滑板2、预处理电路板散热片3、跟踪处理电路板散热片4、出线板5、加固环6、接口板压环7、镜头8、探测器9、探测器接口板10、预处理电路板11、跟踪处理电路板12、电源板13；
其中，所述探测器支架1为制冷型红外探测系统的主结构，滑板2、预处理电路板散热片3、跟踪处理电路板散热片4、加固环6、出线板5均安装在探测器支架1上，探测器支架1起支撑与连接作用；
所述滑板2是探测器支架1与探测器9之间的连接结构，其上表面与探测器9底面相连接，上表面上有两个销孔，用来装配销钉，来保证与探测器9的装配精度；其下表面、侧面与探测器支架1凹槽进行间隙配合，来保证与探测器支架1的装配精度；
所述预处理电路板散热片3安装在探测器支架1的一侧，使预处理电路板11处于其与探测器支架1之间，所述预处理电路板散热片3能够屏蔽一部分对预处理电路板11的电磁干扰，并且所述预处理电路板散热片3内侧凸台涂有硅脂，对预处理电路板11执行散热功能；
所述跟踪处理电路板散热片4安装在探测器支架1的另一侧，使跟踪处理电路板12处于其与探测器支架1之间，所述跟踪处理电路板散热片4能够屏蔽一部分对跟踪处理电路板12的电磁干扰，并且所述跟踪处理电路板散热片4内侧凸台涂有硅脂，对跟踪处理电路板12执行散热功能；
所述出线板5安装在探测器支架1的后端，其上面有一过孔，是所有线缆的出口，将线缆固定在一起；
所述加固环6安装在探测器支架1的前端，在加固环6的中心有一个圆孔与探测器9前端相配合，限制探测器9在受到剧烈冲击、震动时探测器前端不会摆动，保证探测器中心与镜头光轴的一致性；
所述接口板压环7的上下两端与探测器接口板10相连接，中部与探测器9前端相配合，能够将探测器接口板10紧固到探测器9前端，对探测器接口板10起加固作用。
其中，所述探测器支架1材料采用钛合金。
其中，所述滑板2材料采用带有磁性的不锈钢。
其中，所述跟踪处理电路板散热片4外侧安装有一个电源板，为跟踪处理电路板提供二次电源。
其中，所述制冷型红外探测系统还包括：调焦板14；
所述调焦板14与探测器支架1后端相连接，只再调焦时使用，其用于辅助调焦；
调焦前，依次将镜头8、加固环6、探测器9、探测器接口板10、接口板压环7、调焦板14装配到探测器支架1上；
松开探测器支架1与滑板2之间的紧固螺钉，将滑板2推到离镜头8的最远端，适当调节探测器支架1左右两边的螺钉，使探测器9焦面的中心与镜头8光轴共线，然后旋转调焦板14上的螺钉，使探测器9缓慢向前移动，观察红外探测系统的成像是否清晰；
反复调节调焦板14上的螺钉，直到找到成像清晰的位置，最后拧紧探测器支架1与滑板2之间的紧固螺钉，此时调焦结束。
其中，所述探测器9为安装在滑板上的探测器。
其中，所述适当调节探测器支架1左右两边的螺钉的过程中，所述螺钉的数量是四个。
其中，所述探测器支架1与滑板2之间通过紧固螺钉连接固定。
其中，所述调焦前，依次将镜头8、加固环6、探测器9、探测器接口板10、接口板压环7、调焦板14装配到探测器支架1上，预处理电路板11、跟踪处理电路板11和电源板13先放到一边。
其中，所述系统简化了结构设计，占用空间较小，具有可靠、稳定、实用的特点，能够保证探测系统的光学精度和使用寿命。
(三)有益效果
与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：
现有的对红外成像器调焦结构主要包括镜头、垫片、探测器支架，其调焦方式是通过将镜头和探测器支架用螺钉连接好，然后将螺钉拧松，缓慢移动镜头，找到一个较清楚的位置，然后在镜头和探测器支架之间加入塞尺，不断调节塞尺的厚度，找出一个成像清晰的位置，读出塞尺的厚度，最后用磨床磨出同等厚度的垫片，替换掉塞尺，从而实现调焦目的。该方案费时费力，精度也难以满足要求。
本发明的制冷型红外探测系统的镜头与探测器支架直接相连接，中间不需要垫片，其调焦方式是通过滑动探测器的方式，光学镜头不动，根据探测的固定孔位，加工出长孔，滑板带动探测器在探测器支架滑道内的移动，来实现前后距离的精准微调，省去了加工垫片以及二次加工研磨垫片的过程，不仅减小累计误差，而且提高了装配效率，节约了成本。
综上，本发明制冷型红外探测系统通过采用全新的外形和结构一体化设计，适用于恶劣的环境条件，为探测系统的电子组件部分提供了良好的结构平台，简化了结构设计，占用空间较小，具有可靠、稳定、实用的特点，能够保证探测系统的光学精度和使用寿命。
附图说明
图1为本发明制冷型红外探测系统的总体俯视结构示意图。
图2为本发明制冷型红外探测系统的结构调焦总体俯视示意图。
图中：1-探测器支架、2-滑板、3-预处理电路板散热片、4-跟踪处理电路板散热片、5-出线板、6-加固环、7-接口板压环、8-镜头、9-探测器、10-探测器接口板、11-预处理电路板、12-跟踪处理电路板、13-电源板、14-调焦板。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
为解决现有技术问题，本发明提供一种制冷型红外探测系统，如图1所示，所述系统包括：探测器支架1、滑板2、预处理电路板散热片3、跟踪处理电路板散热片4、出线板5、加固环6、接口板压环7、镜头8、探测器9、探测器接口板10、预处理电路板11、跟踪处理电路板12、电源板13；
其中，所述探测器支架1为制冷型红外探测系统的主结构，滑板2、预处理电路板散热片3、跟踪处理电路板散热片4、加固环6、出线板5均安装在探测器支架1上，且红外探测系统的主要电子设备也都安装在探测器支架上，探测器支架1起支撑与连接作用，其所述探测器支架1材料采用钛合金，具有强度高、质量轻、稳定性高等优点；
所述滑板2是探测器支架1与探测器9之间的连接结构，其上表面与探测器9底面相连接，上表面上有两个销孔，用来装配销钉，来保证与探测器9的装配精度；其下表面、侧面与探测器支架1凹槽进行间隙配合，来保证与探测器支架1的装配精度，所述滑板2材料采用带有磁性的不锈钢，便于研磨，来确保其尺寸有较高的精度；
所述预处理电路板散热片3安装在探测器支架1的一侧，使预处理电路板11处于其与探测器支架1之间，所述预处理电路板散热片3能够屏蔽一部分对预处理电路板11的电磁干扰，并且所述预处理电路板散热片3内侧凸台涂有硅脂，与主要大功率元器件相接触，对预处理电路板11执行散热功能，该结构主要对预处理电路板起保护作用；
所述跟踪处理电路板散热片4安装在探测器支架1的另一侧，使跟踪处理电路板12处于其与探测器支架1之间，所述跟踪处理电路板散热片4能够屏蔽一部分对跟踪处理电路板12的电磁干扰，并且所述跟踪处理电路板散热片4内侧凸台涂有硅脂，与主要大功率元器件相接触，对跟踪处理电路板12执行散热功能，其外侧安装有一个电源板，为跟踪处理电路板提供二次电源，该结构主要对跟踪处理电路板起保护作用；
所述出线板5安装在探测器支架1的后端，其上面有一过孔，是所有线缆的出口，将线缆固定在一起，不仅美观，而且避免了线缆之间可能发生的缠绕，影响制冷型红外探测系统的工作；
所述加固环6安装在探测器支架1的前端，在加固环6的中心有一个圆孔与探测器9前端相配合，限制探测器9在受到剧烈冲击、震动时探测器前端不会摆动，保证探测器中心与镜头光轴的一致性；
所述接口板压环7的上下两端与探测器接口板10相连接，中部与探测器9前端相配合，能够将探测器接口板10紧固到探测器9前端，对探测器接口板10起加固作用。
其中，所述制冷型红外探测系统还包括：调焦板14；
所述调焦板14与探测器支架1后端相连接，只再调焦时使用，不算在正式产品的结构件内，其用于辅助调焦；
如图2所示，调焦前，依次将镜头8、加固环6、探测器9、探测器接口板10、接口板压环7、调焦板14装配到探测器支架1上，预处理电路板11、跟踪处理电路板11和电源板13先放到一边；
松开探测器支架1与滑板2之间的紧固螺钉，将滑板2推到离镜头8的最远端，适当调节探测器支架1左右两边的四个螺钉，使探测器9焦面的中心与镜头8光轴共线，然后慢慢旋转调焦板14上的螺钉，使探测器9缓慢向前移动，观察红外探测系统的成像是否清晰；
反复调节调焦板14上的螺钉，直到找到成像清晰的位置，最后拧紧探测器支架1与滑板2之间的紧固螺钉，此时调焦结束，使装配更加简单，降低了人工成本。
实施例
本实施例提供一种制冷型红外探测系统的结构，包括探测器支架、滑板、预处理电路板散热片、跟踪处理电路板散热片、加固环、接口板压环、调焦板、出线板，其中滑板、预处理电路板散热片、跟踪处理电路板散热片、加固环、压线板依次安装在探测器支架上，接口压环安装在探测器接口板上，调焦板仅在成像器调焦时安装在探测器支架上。
制冷型红外探测系统结构严格按照总体的接口要求进行设计，镜头后端与支架采用轴孔配合方式，红外探测器组件通过滑板安装于探测器支架的滑道内，预处理电路与跟踪预处理电路至于探测器支架的两边，同时为了提高探测器的力学环境适应性设计了加固环，对探测器采取二次加固安装方式，为了提高电磁兼容性和散热性，为预处理电路与跟踪预处理电路设计了散热板，通过上述措施，使红外探测系统整体性能更加可靠。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种制冷型红外探测系统，其特征在于，所述系统包括：探测器支架（1）、滑板（2）、预处理电路板散热片（3）、跟踪处理电路板散热片（4）、出线板（5）、加固环（6）、接口板压环（7）、镜头（8）、探测器（9）、探测器接口板（10）、预处理电路板（11）、跟踪处理电路板（12）、电源板（13）；
其中，所述探测器支架（1）为制冷型红外探测系统的主结构，滑板（2）、预处理电路板散热片（3）、跟踪处理电路板散热片（4）、加固环（6）、出线板（5）均安装在探测器支架（1）上，探测器支架（1）起支撑与连接作用；
所述滑板（2）是探测器支架（1）与探测器（9）之间的连接结构，其上表面与探测器（9）底面相连接，上表面上有两个销孔，用来装配销钉，来保证与探测器（9）的装配精度；其下表面、侧面与探测器支架（1）凹槽进行间隙配合，来保证与探测器支架（1）的装配精度；
所述预处理电路板散热片（3）安装在探测器支架（1）的一侧，使预处理电路板散热片（3）处于预处理电路板（11）与探测器支架（1）之间，所述预处理电路板散热片（3）能够屏蔽一部分对预处理电路板（11）的电磁干扰，并且所述预处理电路板散热片（3）内侧凸台涂有硅脂，对预处理电路板（11）执行散热功能；
所述跟踪处理电路板散热片（4）安装在探测器支架（1）的另一侧，使跟踪处理电路板散热片（4）处于跟踪处理电路板（12）与探测器支架（1）之间，所述跟踪处理电路板散热片（4）能够屏蔽一部分对跟踪处理电路板（12）的电磁干扰，并且所述跟踪处理电路板散热片（4）内侧凸台涂有硅脂，对跟踪处理电路板（12）执行散热功能；
所述出线板（5）安装在探测器支架（1）的后端，其上面有一过孔，是所有线缆的出口，将线缆固定在一起；
所述加固环（6）安装在探测器支架（1）的前端，在加固环（6）的中心有一个圆孔与探测器（9）前端相配合，限制探测器（9）在受到剧烈冲击、震动时探测器前端不会摆动，保证探测器中心与镜头光轴的一致性；
所述接口板压环（7）的上下两端与探测器接口板（10）相连接，中部与探测器（9）前端相配合，能够将探测器接口板（10）紧固到探测器（9）前端，对探测器接口板（10）起加固作用。
2.如权利要求1所述的制冷型红外探测系统，其特征在于，所述探测器支架（1）材料采用钛合金。
3.如权利要求1所述的制冷型红外探测系统，其特征在于，所述滑板（2）材料采用带有磁性的不锈钢。
4.如权利要求1所述的制冷型红外探测系统，其特征在于，所述跟踪处理电路板散热片（4）外侧安装有一个电源板，为跟踪处理电路板提供二次电源。
5.如权利要求1所述的制冷型红外探测系统，其特征在于，所述制冷型红外探测系统还包括：调焦板（14）；
所述调焦板（14）与探测器支架（1）后端相连接，只在调焦时使用，其用于辅助调焦；
调焦前，依次将镜头（8）、加固环（6）、探测器（9）、探测器接口板（10）、接口板压环（7）、调焦板（14）装配到探测器支架（1）上；
松开探测器支架（1）与滑板（2）之间的紧固螺钉，将滑板（2）推到离镜头（8）的最远端，适当调节探测器支架（1）左右两边的螺钉，使探测器（9）焦面的中心与镜头（8）光轴共线，然后旋转调焦板（14）上的螺钉，使探测器（9）缓慢向前移动，观察红外探测系统的成像是否清晰；
反复调节调焦板（14）上的螺钉，直到找到成像清晰的位置，最后拧紧探测器支架（1）与滑板（2）之间的紧固螺钉，此时调焦结束。
6.如权利要求1所述的制冷型红外探测系统，其特征在于，所述探测器（9）为安装在滑板上的探测器。
7.如权利要求5所述的制冷型红外探测系统，其特征在于，所述适当调节探测器支架（1）左右两边的螺钉的过程中，所述螺钉的数量是四个。
8.如权利要求1所述的制冷型红外探测系统，其特征在于，所述探测器支架（1）与滑板（2）之间通过紧固螺钉连接固定。
9.如权利要求5所述的制冷型红外探测系统，其特征在于，所述调焦前，依次将镜头（8）、加固环（6）、探测器（9）、探测器接口板（10）、接口板压环（7）、调焦板（14）装配到探测器支架（1）上，预处理电路板（11）、跟踪处理电路板（12）和电源板（13）先放到一边。
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