CN205119555U - 可预防结露的图像传感器半导体热电制冷装置 - Google Patents
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Abstract
<b>一种可防结露的图像传感器半导体热电制冷装置,包括,具有密封腔的盒体,设置于所述密封腔内的图像传感器芯片,半导体制冷部件,还包括设置在所述密封内的干燥装置,所述干燥装置固定于所述盒体上。在密封腔内增加干燥装置,用于吸收密封腔内的水蒸汽，有效预防结露和结霜，这种结构比较简单，体积小，而且降低了对制冷腔密封性能的要求，并延长图像传感器芯片的使用寿命。</b>
Description
技术领域
本实用新型技术领域涉及一种可预防结露的图像传感器半导体热电制冷装置。
背景技术
图像传感器半导体热电制冷装置，应用于光谱仪探测器、荧光成像、天文观测等。在光谱检测、天文成像观测等领域，通常采用CCD或CMOS芯片作为图像传感器芯片。当测量的光信号极其微弱时，比如拉曼光谱测量、荧光光谱测量、天文观测等场合，往往采取增加曝光时间的措施，使信号强度累加，提高成像的亮度。但是这会导致CCD/CMOS芯片温度升高，暗电流噪声成倍增加，甚至出现噪声幅度远远大于图像信号的情况，这样图像质量并没有得到提高。
暗电流噪声大小主要取决于芯片的温度，每降低大约7摄氏度，暗电流噪声就会下降一半，所以在增加曝光时间的同时一般需要对CCD/CMOS进行制冷降温。目前常用的制冷方法主要有液氮制冷和半导体热电制冷两种方式。液氮制冷器需要使用杜瓦瓶等装置，结构很复杂，体积较大，但是能得到很低的制冷温度，适合用在大型科学实验仪器上。半导体热电制冷器结构简单、体积小、功耗低，制冷温差最大可达60～90摄氏度，适用于小型便携式的仪器。
通常CCD/CMOS芯片放置在一个密封的腔室内，该腔室由上腔体和下腔体通过密封连接而成。半导体制冷器的热端面粘贴在下腔体上，半导体制冷器的冷端面与CCD/CMOS芯片之间通过一个冷指连接，通过下腔体和散热片将CCD/CMOS芯片产生的热量散发到周围环境中，实现对CCD/CMOS的制冷。
CCD/CMOS芯片温度降低时很容易出现结露甚至结霜的现象，这是在任何成像探测领域里都不允许的。因此为了防止结露和结霜，一般将CCD/CMOS所在的腔室抽成真空，然后对腔室进行严格的密封。这需要增加抽真空的一些部件，又会导致结构变复杂，体积变大。而且这种方式对密封性能的要求非常严格，密封是否完好很难实时监测，一旦密封失效仍然可能因结露问题造成CCD/CMOS芯片损坏。
因此，需要一种更可靠的图像传感器半导体热电制冷装置，应具备结构简单、体积小的特点，具有发生结露时能及时报警的功能，使半导体热电制冷型图像传感器芯片能更可靠地应用在小型便携式仪器上。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种的可预防结露的图像传感器半导体热电制冷装置。
为解决上述问题，本提供的技术方案是:一种可预防结露的图像传感器半导体热电制冷装置,包括,具有密封腔的盒体,设置于所述密封腔内的图像传感器芯片,半导体制冷部件,在本技术方案中,还包括设置在所述密封内的干燥装置,所述干燥装置固定于所述盒体上。
进一步的,还包括温湿度传感器,所述温湿度传感器位于所述密封腔内并与所述盒体相固定。
进一步的,还包括冷指,所述冷指粘贴固定于所述图像传感器芯片与所述半导体制冷部件之间。
进一步的,还包括露点传感器,所述露点传感器连接在所述冷指上。
进一步的,所述干燥装置包括干燥剂室、填充于所述干燥剂室内的干燥剂。
进一步的,所述半导体制冷部件为半导体制冷片。
进一步的,所述盒体是由下腔体与上腔体密封连接构成的,所述上腔体上具有窗片,所述下腔体上固定有散热片,所述散热片位于所述密封腔外,所述半导体制冷部件粘贴于所述下腔体上。
进一步的,所述干燥装置固定于所述下腔体上。
本实用新型的优点是:在密封腔内增加干燥装置,用于吸收密封腔内的水蒸汽，有效预防结露和结霜，这种结构比较简单，体积小，而且降低了对制冷腔密封性能的要求，并延长图像传感器芯片的使用寿命。
附图说明
下面结合附图及实施例对本作进一步描述：
图1为本实用新型的结构示意图；
其中:1、散热片；2、下腔体；3、上腔体；4、窗片；5、图像传感器芯片；6、密封腔；7、冷指；8、半导体制冷部件；9、干燥装置；10、温湿度传感器；11、露点传感器。
具体实施方式
如图所示，一种可预防结露的图像传感器半导体热电制冷装置,包括：
具有密封腔6的盒体,盒体是由下腔体2与上腔体3密封连接构成的,上腔体3上具有窗片4,下腔体2上固定有散热片1,散热片1位于密封腔6外；
图像传感器芯片5，设置于密封腔6内，正面对着窗片4；
半导体制冷部件8,设置于密封腔6内，粘贴于下腔体2上；
冷指7,粘贴固定于图像传感器芯片5与半导体制冷部件8之间，冷指7是由高热传导率材料制成，如黄铜等。
图像传感器芯片5产生的热量经冷指7、半导体制冷部件8与下腔体2传导给散热片1，实现散热、达到降低图像传感器芯片5工作温度的目的。
可预防结露的图像传感器半导体热电制冷装置,还包括：
干燥装置9，设置于密封腔6内，用于除去密封腔6内的水蒸汽，干燥装置9固定于盒体上，优选固定于下腔体2上。本实施例中，干燥装置9优选为包括干燥剂室、填充于干燥剂室内的干燥剂，或者也可以采用袋装干燥包；
温湿度传感器10,温湿度传感器10位于密封腔6内并与盒体相固定，用来对腔体内气体的温度和湿度进行监测，优选固定于上腔体3上，通过实时获取制冷腔内的温度和湿度，能够对腔体密封情况进行监测，当密封不良时可以及时更换密封圈等必要部件，还可以及时方便地更换干燥剂；
露点传感器11,露点传感器11连接在冷指7上，如果腔体内含有水蒸汽并且在制冷端达到了结露条件，该传感器将及时给出结露报警信号。即能实时监测制冷端的露点，能有效地预防结露，能及时给出结露报警信号。
本实用例中，半导体制冷部件8为半导体制冷片。也可以使用半导体制冷器。
在密封腔6内增加干燥装置9,用于吸收密封腔6内的水蒸汽，这种结构比较简单，体积小，使得制冷腔不需要抽真空；通过干燥剂去除腔内水分，降低了对制冷腔密封性能的要求，能有效预防结露和结霜，并延长图像传感器芯片5的使用寿命。
上述实例只为说明本的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本的内容并据以实施，并不能以此限制本的保护范围。凡根据本精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种可预防结露的图像传感器半导体热电制冷装置,包括,具有密封腔（6）的盒体,设置于所述密封腔（6）内的图像传感器芯片（5）,半导体制冷部件（8）,其特征在于,还包括设置在所述密封腔（6）内的干燥装置（9）,所述干燥装置（9）固定于所述盒体上。
2.据权利要求1所述的可预防结露的图像传感器半导体热电制冷装置,其特征在于,还包括温湿度传感器（10）,所述温湿度传感器（10）位于所述密封腔（6）内并与所述盒体相固定。
3.据权利要求1所述的可预防结露的图像传感器半导体热电制冷装置,其特征在于,还包括冷指（7）,所述冷指（7）粘贴固定于所述图像传感器芯片（5）与所述半导体制冷部件（8）之间。
4.据权利要求3所述的可预防结露的图像传感器半导体热电制冷装置,其特征在于,还包括露点传感器（11）,所述露点传感器（11）连接在所述冷指（7）上。
5.据权利要求1所述的可预防结露的图像传感器半导体热电制冷装置,其特征在于,所述干燥装置（9）包括干燥剂室、填充于所述干燥剂室内的干燥剂。
6.据权利要求1所述的可预防结露的图像传感器半导体热电制冷装置,其特征在于,所述半导体制冷部件（8）为半导体制冷片。
7.据权利要求1所述的可预防结露的图像传感器半导体热电制冷装置,其特征在于,所述盒体是由下腔体（2）与上腔体（3）密封连接构成的,所述上腔体（3）上具有窗片（4）,所述下腔体（2）上固定有散热片（1）,所述散热片（1）位于所述密封腔（6）外,所述半导体制冷部件（8）粘贴于所述下腔体（2）上。
8.据权利要求7所述的可预防结露的图像传感器半导体热电制冷装置,其特征在于,所述干燥装置（9）固定于所述下腔体（2）上。
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|---|---|---|---|---|
| CN106353171A (zh) * | 2016-08-12 | 2017-01-25 | 上海卫星工程研究所 | 远程干燥制冷装置及方法 |
| WO2017177517A1 (zh) * | 2016-04-11 | 2017-10-19 | 中国科学院声学研究所 | 一种用于深井探测的x射线荧光测井探管 |
| CN111089438A (zh) * | 2020-03-24 | 2020-05-01 | 常州纵慧芯光半导体科技有限公司 | 一种半导体激光器测试夹具 |
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2015
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