CN201322841Y - 航天光学相机多ccd器件等温散热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种航天光学相机多CCD器件等温散热结构，包括中心输出端(1)、连接端(2)、导热条(3)和热管导热板(4)，每个导热条(3)的一端与CCD器件相连，另一端与一个连接端(2)固定连接，各个连接端(2)的另一端交汇在中心输出端(1)，中心输出端(1)与热管导热板(4)连接，位于中心输出端(1)与各导热条(3)之间的各个连接端(2)热阻相等。本实用新型使多个CCD器件产生的热量同时通过导热条(3)、连接端(2)、中心输出端(1)传导到热管导热板(4)，使多个CCD器件的温度差异得到有效的控制，提高相机焦面的温度均匀性，降低了温差对相机焦面电子学暗电平不一致带来的影响。

Description

航天光学相机多CCD器件等温散热结构

技术领域

本实用新型属于航天光学遥感器技术领域，特别涉及一种应用于航天光学多光谱分光系统相机的焦面精密热控等温散热结构。

背景技术

随着航天光学相机技术的迅速发展，光学遥感器分辨率越来越高，所使用的CCD的工作频率及功耗也越来越大，特别是多光谱相机同时使用了多个CCD器件使得CCD工作功耗成倍增加，为了有效降低CCD的暗电平提高相机信躁比及暗电平的不一致性，对相机热控提出了更高的要求，遥感相机的焦面热控设计是遥感相机热控设计的难点之一。

对多CCD器件进行有效散热可以降低CCD器件工作暗电平，可以提高相机信噪比，而对多CCD等温散热设计可以减少相机各个CCD器件的之间暗电平不一致性，给相机焦面电子学信号处理有很大好处。

目前采用的多CCD相机热控散热结构是：通过在每个CCD相机上连接导热铜条，再将导热铜条连至一根U型导热铜板上。由于各个CCD器件的位置不同，连接端位置不同，从而热阻不同，造成了各个CCD器件之间的温度相差很大。也可以考虑采用中心等距引出方法，即使引出导热铜条的输入端与各个连接CCD的导热铜条的距离相同，这样可以克服单根导热铜条引出温度相差较大的缺点，但是由于要保证中心输出端与各连接端的距离相等，在连接端数量较多、CCD器件位置有限制的焦面空间热控设计难以实现。

实用新型内容

本实用新型的目的是：克服现有技术不足，提供一种能同时使多个CCD器件均匀散热，并使各个CCD器件之间温度差异很小的航天相机多CCD器件等温散热结构。

本实用新型的技术解决方案是：航天相机多CCD器件等温散热结构，包括中心输出端、连接端、导热条和热管导热板，每个导热条的一端与CCD器件相连，另一端与一个连接端固定连接，各个连接端的另一端交汇在中心输出端，中心输出端与热管导热板连接，中心输出端与各导热条之间的各个连接端热阻相等。

所述的中心输出端、连接端、导热条和热管导热板材料为铜、或铝合金、或铝基碳化硅。

所述各个导热条与连接端的连接面积相同。

所述的中心输出端与连接端为一体结构。

所述连接端和导热条的数量为3～6个。

本实用新型的原理是：由于多CCD同时工作时产生的功耗基本相等，要实现多片CCD器件温升控制在一个小的温升范围，并且稳定均匀，需要保证多片CCD器件的各传热路径在相同的时间内所传导的热量相等。根据传热学基本原理，热传导在热量一定，材料一定的情况下，若温差相等，则需要热阻相等即长度与面积比值相等。见公式：

$Q=\frac{\mathrm{\λA}}{L}\mathrm{\ΔT}$

因此，本实用新型使用各连接端变截面的办法使不同的路径长度与相应截面面积的之比相等，实现各CCD传导路径上传导热量大致相同。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：

1、通过本实用新型等温散热结构的设计，使多个CCD器件在相同的工作时间内所产生的热量能同时通过导热条、连接端、中心输出端传导到热管导热板。使多个CCD器件的温度差异得到有效的控制，提高相机焦面的温度均匀性，从而降低温差对相机焦面电子学暗电平不一致带来的影响；同时提高了焦面光学组件的温度均匀性，减小焦面组件温度不均匀对相机光学成像质量的影响。

2、另外，本实用新型各部件全部采用高导热率的材料提高了热传导效率，有效降低了CCD的工作温度。

附图说明

图1为本实用新型的航天相机多CCD器件等温散热结构示意图；

图2为本实用新型的中心输出端与连接端为一体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型的航天相机多CCD器件等温散热结构，包括中心输出端1、连接端2、导热条3和热管导热板4。

每个导热条3的一端与CCD器件相连，另一端与一个连接端2固定连接，各个连接端2的另一端交汇在中心输出端1，中心输出端1与热管导热板4连接。

根据公式： $Q=\frac{\mathrm{\λA}}{L}\mathrm{\ΔT}$

计算各连接端2的长度与截面面积比相等，即使中心输出端1与各导热条3之间的各个连接端2的热阻相等。

本实施例中，中心输出端1、连接端2、导热条3和热管导热板4的材料选择铜。

如图2所示，本实施例的中心输出端1与连接端2为一体结构。

本实施例中连接端2和导热条3的数量为4个。

为进一步保证输出散热相等，各个导热条3与连接端2的连接面积相同。

统计实验，本实施例中可以将导热条3的温度控制在20℃以下，各个导热条3之间的温度差异小于2°，也就保证了各个CCD之间温度差小于2°。

上述实施例只是本实用新型的一种列举，本领域技术人员可以根据不同的设计要求和设计参数在不偏离本实用新型的情况下进行各种改进和更换，同样落入本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1、航天光学相机多CCD器件等温散热结构，其特征在于：包括中心输出端(1)、连接端(2)、导热条(3)和热管导热板(4)，每个导热条(3)的一端与CCD器件相连，另一端与一个连接端(2)固定连接，各个连接端(2)的另一端交汇在中心输出端(1)，中心输出端(1)与热管导热板(4)连接，位于中心输出端(1)与各导热条(3)之间的各个连接端(2)热阻相等。

2、根据权利要求1的航天光学相机多CCD器件等温散热结构，其特征在于：所述的中心输出端(1)、连接端(2)、导热条(3)和热管导热板(4)的材料为铜、或铝合金、或铝基碳化硅。

3、根据权利要求1的航天光学相机多CCD器件等温散热结构，其特征在于：所述各个导热条(3)与连接端(2)的连接面积相同。

4、根据权利要求1的航天光学相机多CCD器件等温散热结构，其特征在于：所述的中心输出端(1)与连接端(2)为一体结构。

5、根据权利要求1的航天光学相机多CCD器件等温散热结构，其特征在于：所述连接端(2)和导热条(3)的数量为3～6个。

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