CN205958116U - 一种非制冷红外探测器机电结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非制冷红外探测器机电结构，包括探测器支架、探测器驱动安装电路板和探测器；探测器驱动安装电路板包括中间开设有定位孔的印制电路板，印制电路板的一面设置有焊盘或插座，另一面设置有电气接插件；探测器支架包括支架结构件，支架结构件上设置有容纳探测器驱动安装电路板和探测器的容腔，容腔的底部设置有与定位孔相匹配的凸台；本实用新型外形小巧、设计合理、结构简单、安装拆卸方便且安全实用，具有良好的散热特性，有利于提高温度稳定性，可推广应用于广阔的非制冷热成像技术应用场合，可用于军用、警用和民用需要提高图像稳定性和高探测灵敏度的装备领域。

Description

一种非制冷红外探测器机电结构

技术领域

本实用新型属于红外探测器技术领域，具体涉及一种非制冷红外探测器机电结构，主要应用于非制冷红外热像仪设计与研究应用领域。

背景技术

红外热成像技术是当前热门高新技术之一，它在军民两用领域具有很广阔的应用领域。简单的说，热像仪就是一种将物理事物通过光电转换、电信号处理而转为视频图像信号的红外辐射设备，一般红外热成像从某个技术角度划分可以分成制冷型和非制冷型两大类型，其工作原理相差不多。其中，非制冷型红外热像仪指的是探测器焦平面可以工作在常温下的，它在使用寿命、体积、价格和功耗等方面比制冷型热像仪更具优势。

一套完整的非制冷红外热像仪必定包括一个基本的光机电系统，即一个红外光学物镜系统、探测器及其信号预处理电路、图像采集及处理电路、显示和控制电路等。其中探测器是热像仪的核心部件，热像仪的应用都是围绕着探测器来开展的。因此与探测器直接相连的各个光机电部件显得十分重要，它们设计是否合理直接会影响到能否充分发挥探测器性能乃至热像仪的整机性能。

非制冷红外探测器机电结构是构成非制冷红外热像仪或夜视仪的必要组成部分。但现有的一些非制冷红外探测器机电结构通用性差、散热性能不好，尤其是在宽温度工作范围内，使用效果不甚理想，这些缺点在很大程度上限制了非制冷红外探测器性能的发挥，影响整机的应用。

为了非制冷红外探测器宽温度工作环境下的温度稳定性问题，重点采取以下几点措施：一是采用可靠的机电连接方式和安装接口；二是增加散热面积、提高散热效率；三是降低装置的体积和重量；四是结构安装方式和布局，提高适应性和通用性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于根据现有技术的不足，设计一种非制冷红外探测器机电结构，本实用新型主要是解决现有技术所存在的由于非制冷红外探测器拆装不方便、散热性能不好、体积大、重量重等限制，提供了一种体积小巧、散热性能良好，可以保证探测器快速且可靠装卸的一种方式，采用回字形支架结构件和回字形印制电路板的形式对比以前的设计具有明显的比较优势。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种非制冷红外探测器机电结构，包括探测器支架、设置在探测器支架内的探测器驱动安装电路板和设置在探测器驱动安装电路板上的探测器；所述的探测器驱动安装电路板包括中间开设有定位孔的印制电路板，所述的印制电路板的一面设置有焊盘或插座，另一面设置有电气接插件；所述的探测器支架包括支架结构件，所述的支架结构件上设置有容纳探测器驱动安装电路板和探测器的容腔，所述的容腔的底部设置有与定位孔相匹配的凸台。

所述的一种非制冷红外探测器机电结构，其凸台的背部设置有凹坑或多个散热片。

所述的一种非制冷红外探测器机电结构，其印制电路板与定位孔、容腔与凸台均为长方形；所述的支架结构件为正方形，其结构轴心与探测器的光学轴心或结构中心相重合。

所述的一种非制冷红外探测器机电结构，其印制电路板的长宽为35mm×25mm，所述的定位孔的长宽为20mm×18mm，所述的印制电路板的厚度为1mm。

所述的一种非制冷红外探测器机电结构，其探测器包括金属封装的探测器或陶瓷封装的探测器。

所述的一种非制冷红外探测器机电结构，其电气接插件对称设置在印制电路板上。

所述的一种非制冷红外探测器机电结构，其支架结构件上设置探测器安装孔、印制电路板安装孔、外接法兰安装孔和后置电路安装孔。

所述的一种非制冷红外探测器机电结构，其探测器与凸台之间设置有导热硅脂。

所述的一种非制冷红外探测器机电结构，其支架结构件为铝合金件或铝镁合金件。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型由于采用国内外常见非制冷红外探测器作为核心应用器件，配以结构新颖的回字形印制电路板和金属支架结构件，设计合理、结构简单、安装拆卸方便且安全实用。

2、本实用新型采用对称设置的电气接插件，电气连接方便；凸台的背部设置有凹坑或多个散热片，支架结构件采用金属件且探测器与凸台之间设置有导热硅脂，具有良好的散热特性，有利于提高温度稳定性。

3、本实用新型适应性好，可以适配目前常见的大多数非制冷红外探测器，且具有工艺要求低，成本低等优点，可推广应用于广阔的非制冷热成像技术应用场合，可用于军用、警用和民用需要提高图像稳定性和高探测灵敏度的装备领域。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型非制冷红外金属封装的探测器的结构示意图；

图3是本实用新型非制冷红外陶瓷封装的探测器的结构示意图；

图4是本实用新型探测器驱动安装电路板的结构示意图；

图5是本实用新型探测器支架的结构示意图；

图6是本实用新型探测器支架的剖面图。

各附图标记为：1—探测器，2—探测器驱动安装电路板，3—探测器支架，11—金属封装的探测器，12—陶瓷封装的探测器，21—印制电路板，22—电气接插件，23—定位孔，31—支架结构件，32—凸台，33—凹坑，34—容腔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1至图6所示，本实用新型公开了一种非制冷红外探测器机电结构，包括探测器支架3、设置在探测器支架3内的探测器驱动安装电路板2和设置在探测器驱动安装电路板2上的探测器1。

所述的探测器驱动安装电路板2包括中间开设有定位孔23的印制电路板21，所述的印制电路板21的一面通过焊盘贴装焊接或通过插座插接探测器1，另一面通过电气接插件22提供探测器信号接口，该电气接插件22对称设置在印制电路板21上，以保持印制电路板21受力平衡，同时考虑防错插功能。所述的印制电路板21板边还设置有多个安装孔，印制电路板21的厚度为1mm～2mm。

所述的探测器支架3包括支架结构件31，所述的支架结构件31进行轻量化设计，采用铝合金件或铝镁合金件，其结构轴心与探测器1的光学轴心或结构中心重合，兼有结构安装和散热功能。所述的支架结构件31为正方形，为中心轴线对称结构，其上设置探测器安装孔、印制电路板安装孔与支撑柱、外接法兰安装孔和后置电路安装孔等。所述的支架结构件31上设置有容纳探测器驱动安装电路板2和探测器1的容腔34，所述的容腔34的底部设置有与定位孔23相匹配的光滑的凸台32，所述的凸台32要求表面平整度好，用于贴合探测器1的散热面，安装探测器1时探测器1与凸台32间可以涂抹导热硅脂等材料以提高热传导效率。所述的凸台32的背部设置有凹坑33或多个散热片，能提高散热面积。

所述的印制电路板21与定位孔23、容腔34与凸台32均为长方形。

所述的探测器1为目前国内外通用的非制冷红外焦平面探测器器件，所述的探测器1包括金属封装的探测器11或陶瓷封装的探测器12，焊接或插接在探测器驱动安装电路板2上。所述的金属封装的探测器11，采用全金属管壳封装，其特征是内部一般带焦平面热电制冷器（TEC），因此对管壳散热要求较高，外部安装环境的散热性能会直接影响内部TEC的工作特性。所述的陶瓷封装的探测器12，采用金属加陶瓷管壳封装，其特征是内部一般不带焦平面热电制冷器（无TEC），探测器焦平面的温度稳定性靠管壳散热来平衡，良好的外部安装环境的散热才能使探测器正常工作，否则会带来严重温飘问题。

探测器1安装在支架结构件31中间的容腔34里，探测器1的封装外沿紧密贴合支架结构件31表面，必要时它们之间的缝隙可填涂导热硅脂等材料，探测器1工作时产生的热量通过金属支架结构件31传导散热。回字形印制电路板21是探测器1必要的电连接装置，它安装在探测器1与支架结构件31之间，因此为了尽可能扩大探测器1与支架结构件31的表面接触面积，回字形印制电路板21中间的定位孔23尽可能地大，外形尽可能地小，所以，印制电路板21的长宽为35mm×25mm，定位孔23的长宽为20mm×18mm，印制电路板21的厚度为1mm，电气接插件22采用1mm间距高可靠性单排贴装接插件，方便探测器信号与其他电路相连。

本实用新型是一套完整的探测器应用机电组件，可以直接和后端探测器处理电路对接，形成一套红外热成像机芯。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种非制冷红外探测器机电结构，其特征在于：包括探测器支架（3）、设置在探测器支架（3）内的探测器驱动安装电路板（2）和设置在探测器驱动安装电路板（2）上的探测器（1）；所述的探测器驱动安装电路板（2）包括中间开设有定位孔（23）的印制电路板（21），所述的印制电路板（21）的一面设置有焊盘或插座，另一面设置有电气接插件（22）；所述的探测器支架（3）包括支架结构件（31），所述的支架结构件（31）上设置有容纳探测器驱动安装电路板（2）和探测器（1）的容腔（34），所述的容腔（34）的底部设置有与定位孔（23）相匹配的凸台（32）。

2.根据权利要求1所述的一种非制冷红外探测器机电结构，其特征在于，所述的凸台（32）的背部设置有凹坑（33）或多个散热片。

3.根据权利要求1或2所述的一种非制冷红外探测器机电结构，其特征在于，所述的印制电路板（21）与定位孔（23）、容腔（34）与凸台（32）均为长方形；所述的支架结构件（31）为正方形，其结构轴心与探测器（1）的光学轴心或结构中心相重合。

4.根据权利要求3所述的一种非制冷红外探测器机电结构，其特征在于，所述的印制电路板（21）的长宽为35mm×25mm，所述的定位孔（23）的长宽为20mm×18mm，所述的印制电路板（21）的厚度为1mm。

5.根据权利要求4所述的一种非制冷红外探测器机电结构，其特征在于，所述的探测器（1）包括金属封装的探测器（11）或陶瓷封装的探测器（12）。

6.根据权利要求5所述的一种非制冷红外探测器机电结构，其特征在于，所述的电气接插件（22）对称设置在印制电路板（21）上。

7.根据权利要求6所述的一种非制冷红外探测器机电结构，其特征在于，所述的支架结构件（31）上设置探测器安装孔、印制电路板安装孔、外接法兰安装孔和后置电路安装孔。

8.根据权利要求7所述的一种非制冷红外探测器机电结构，其特征在于，所述的探测器（1）与凸台（32）之间设置有导热硅脂。

9.根据权利要求8所述的一种非制冷红外探测器机电结构，其特征在于，所述的支架结构件（31）为铝合金件或铝镁合金件。