CN209148155U - 一种基于制冷杜瓦组件的红外传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于制冷杜瓦组件的红外传感器，包括红外芯片和制冷杜瓦组件，其特征在于，所述制冷杜瓦组件包括制冷机、杜瓦单元和驱动控制单元，所述红外芯片设置于制冷机冷指的冷板上，所述制冷机的冷指做为杜瓦单元的芯柱，所述驱动控制单元与制冷机和杜瓦单元电连接，用于驱动制冷机动作以及控制杜瓦单元温度调节。可以有效的实现本实用新型的杜瓦组件体积小，重量轻。制冷机振动和噪音小，对杜瓦的影响小，有效的提高探测器的精准度。
Description
技术领域
本实用新型涉及真空杜瓦系统，具体涉及一种基于制冷杜瓦组件的红外传感器。
背景技术
在多传感器侦查系统中集中了红外、激光、微光、电视等侦查手段，制冷杜瓦组件时红外探测器设备的重要配套组件之一，主要作用是封装红外芯片，为红外芯片提供工作所需的低温环境和保护，并为红外芯片与系统之间提供机械、电、光、热等方面的接口。现有的制冷杜瓦组件的红外传感器多为插入式结构，在传导过程中能量损耗大，组件体积较大，质量较重，组件的耗能高，抗振性和抗干扰能力较低。
实用新型内容
本实用新型提供一种基于制冷杜瓦组件的红外传感器，解决现有技术存在的传导过程能量损耗大，组件体积大，质量重，耗能高，抗振性和抗干扰能力低的问题。
本发实用新型过下述技术方案实现：
一种基于制冷杜瓦组件的红外传感器，包括红外芯片和制冷杜瓦组件，其特征在于，所述制冷杜瓦组件包括制冷机、杜瓦单元和驱动控制单元，所述红外芯片设置于制冷机冷指的冷板上，所述制冷机的冷指做为杜瓦单元的芯柱，所述驱动控制单元与制冷机和杜瓦单元电连接，用于驱动制冷机动作以及控制杜瓦单元温度调节。本实用新型的原理是制冷机、杜瓦单元和驱动控制单元整体集成在一起，把膨胀机的冷指气缸同时作为杜瓦的内胆，杜瓦的内胆是膨胀机的气缸，组成制冷杜瓦组件，为红外芯片提供安装平台，可以大大降低制冷机的制冷量在传导至红外芯片过程中造成的冷量损耗，因此，可以减小组件的体积和重量，降低组件的功耗。
进一步的，作为优选技术方案，所述制冷机采用线性分置式斯特林制冷机。该制冷机能有效的平衡杜瓦的静态冷损和红外线芯片引入的热量，而且功耗低，效率高。
进一步的，作为优选技术方案，所述杜瓦单元的引线采用侧向引线，用于将芯片的引线，用很细的引线，通过键合直接从杜瓦侧面引出，侧向引线非常短，抗振能力强，可靠性高，抗电磁干扰好和放气量低。
进一步的，作为优选技术方案，所述驱动控制单元包括单片机和SPWM调制电源。SPWM是一种DC/AC逆变电源，通过双极性控制原理实现驱动，温度采样机功率调节利用单片机PIC18F252来实现。
进一步的，作为优选技术方案，所述制冷机电机采用钕铁硼作为磁钢，钕铁硼的高温性能很强，能适应军品环境要求。
进一步的，作为优选技术方案，所述杜瓦单元内胆采用高热阻金属，减小杜瓦传导冷损，表面进行抛光处理，提高表面光洁度，减小气体吸附。
进一步的，作为优选技术方案，所述引线采用硅铝丝，减少引线漏损失。
进一步的，作为优选技术方案，所述线性分置式斯特林制冷机的压缩机采用同气缸双活塞结构，同气缸双活塞结构有效的降低压缩机的振动，从而降低制冷机的振动，提高引线的可靠性。
进一步的，作为优选技术方案，所述分置式斯特林制冷机电机采用线性驱动电机，线性电机同样是降低制冷机的振动和噪声
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本实用新型小型化，低功耗，低成本，杜瓦组件的体积小质量轻，在传导过程中，杜瓦冷损第，制冷机采用先进的分置式斯特林制冷机，低耗高能，振动和噪音小，对杜瓦影响很小，大大提高红外探测器的精准度。
附图说明
图1为本实用新型各组件功能示意图；
图2为杜瓦横向引线示意图。
附图中标记及相应的零部件名称：1-引线，2-冷板，3-内胆，
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本实用新型的限定。
实施例
一种基于制冷杜瓦组件的红外传感器，包括红外芯片和制冷杜瓦组件，其特征在于，所述制冷杜瓦组件包括制冷机、杜瓦单元和驱动控制单元，所述红外芯片设置于制冷机冷指的冷板2上，所述制冷机的冷指做为杜瓦单元的芯柱，所述驱动控制单元与制冷机和杜瓦单元电连接，用于驱动制冷机动作以及控制杜瓦单元温度调节。本实用新型的原理是制冷机、杜瓦单元和驱动控制单元整体集成在一起，把膨胀机的冷指气缸同时作为杜瓦的内胆3，杜瓦的内胆3是膨胀机的气缸，组成制冷杜瓦组件，为红外芯片提供安装平台，可以大大降低制冷机的制冷量在传导至红外芯片过程中造成的冷量损耗，因此，可以减小组件的体积和重量，降低组件的功耗。
具体的说，所述制冷机采用线性分置式斯特林制冷机。该制冷机能有效的平衡杜瓦的静态冷损和红外线芯片引入的热量，而且功耗低，效率高，
具体的说，作为优选技术方案，所述杜瓦单元的引线1采用侧向引线，用于将芯片的引线，用很细的引线1，通过键合直接从杜瓦侧面引出，侧向引线非常短，抗振能力强，可靠性高，抗电磁干扰好和放气量低。
具体的说，作为优选技术方案，所述驱动控制单元包括单片机和SPWM调制电源。驱动控制单元的功能是为斯特林制冷机提供规定的驱动功率，并通过测量安装在杜瓦冷板上的硅二极管温度传感器实施对杜瓦组件的闭环温度控制，大多数军用装备上提供电源均为直流电源，而斯特林制冷机需要使用交流电源，因而需要通过驱动控制单元进行DC/AC逆变。本实用新型才用SPWM调制电源，是一种DC/AC逆变电源，通过双极性控制原理实现驱动，温度采样机功率调节利用单片机PIC18F252来实现。
具体的说，作为优选技术方案，所述制冷机电机采用钕铁硼作为磁钢，钕铁硼的高温性能很强，能适应军品环境要求。
具体的说，作为优选技术方案，所述杜瓦单元内胆采用高热阻金属，减小杜瓦传导冷损，表面进行抛光处理，提高表面光洁度，减小气体吸附。
具体的说，作为优选技术方案，所述引线1采用硅铝丝，减少引线漏损失。
具体的说，作为优选技术方案，所述线性分置式斯特林制冷机的压缩机采用同气缸双活塞结构，同气缸双活塞结构有效的降低压缩机的振动，从而降低制冷机的振动，提高引线的可靠性。
具体的说，作为优选技术方案，所述分置式斯特林制冷机电机采用线性驱动电机，线性电机同样是降低制冷机的振动和噪声
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于制冷杜瓦组件的红外传感器，包括红外芯片和制冷杜瓦组件，其特征在于，所述制冷杜瓦组件包括制冷机、杜瓦单元和驱动控制单元，所述红外芯片设置于制冷机冷指的冷板(2)上，所述制冷机的冷指做为杜瓦单元的芯柱，所述驱动控制单元与制冷机和杜瓦单元电连接，用于驱动制冷机动作以及控制杜瓦单元温度调节。
2.根据权利要求1所述的一种基于制冷杜瓦组件的红外传感器，其特征在于：所述制冷机采用线性分置式斯特林制冷机。
3.根据权利要求1所述的一种基于制冷杜瓦组件的红外传感器，其特征在于：所述杜瓦单元的引线(1)采用侧向引线。
4.根据权利要求1所述的一种基于制冷杜瓦组件的红外传感器，其特征在于：所述驱动控制单元包括单片机和SPWM调制电源。
5.根据权利要求1所述的一种基于制冷杜瓦组件的红外传感器，其特征在于：所述制冷机电机采用钕铁硼作为磁钢。
6.根据权利要求1所述的一种基于制冷杜瓦组件的红外传感器，其特征在于：所述杜瓦单元内胆(3)采用高热阻金属。
7.根据权利要求3所述的一种基于制冷杜瓦组件的红外传感器，其特征在于：所述引线(1)采用硅铝丝。
8.根据权利要求2所述的一种基于制冷杜瓦组件的红外传感器，其特征在于：所述线性分置式斯特林制冷机的压缩机采用同气缸双活塞结构。
9.根据权利要求1所述的一种基于制冷杜瓦组件的红外传感器，其特征在于：所述制冷机电机采用线性驱动电机。
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