CN209589250U - 制冷红外探测器以及红外设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及红外探测技术领域，提供了一种制冷红外探测器以及红外设备，其中制冷红外探测器，包括红外芯片、杜瓦以及制冷机，所述制冷机包括压缩机和膨胀机，压缩机包括内设有腔室的壳体，所述壳体为锥形结构；膨胀机设于所述壳体的所述腔室中，且靠近所述锥形结构的小口径端；杜瓦包括用于配合膨胀机制备冷气的制冷组件以及用于安置红外芯片的冷藏组件，制冷组件和冷藏组件均设于所述壳体的所述腔室中，且所述制冷组件靠近所述锥形结构的小口径端，所述冷藏组件靠近所述锥形结构的大口径端。本实用新型通过将传统以斯特林制冷机制冷的探测器的整体式结构设置为锥形结构，并根据几大部件的实际形状合理利用锥形结构内部的空间，克服了传统的L型结构所带来的占用空间大的缺陷。
Description
技术领域
本实用新型涉及红外探测技术领域，具体为一种制冷红外探测器以及红外设备。
背景技术
制冷红外探测器是红外热成像系统的核心部件，其利用的是红外敏感材料的光电效应，主要由制冷机、红外芯片及杜瓦三部分构成。
其中，芯片用于接收目标的红外辐射，进行光电转换并输出电信号；制冷机和杜瓦用于产生芯片正常工作的低温环境及光机电接口。由于受低温制冷机的结构、制冷机杜瓦耦合形式影响，传统的制冷红外探测器呈现经典的“L”型。这种结构布置方式不利于探测器的小型集成化，特别是用于某些动态应用平台上，会占用很大的动态空间，而且由于尺寸较大，不利于手持。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种制冷红外探测器红外设备，通过将传统以斯特林制冷机制冷的探测器的整体式结构设置为锥形结构，并根据几大部件的实际形状合理利用锥形结构内部的空间，克服了传统的L型结构所带来的占用空间大的缺陷。
为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：一种制冷红外探测器，包括红外芯片、杜瓦以及制冷机，所述制冷机包括压缩机和膨胀机，所述压缩机包括内设有腔室的壳体，所述壳体为锥形结构；所述膨胀机设于所述壳体的所述腔室中，且靠近所述锥形结构的小口径端；所述杜瓦包括用于配合所述膨胀机制备冷气的制冷组件以及用于安置红外芯片的冷藏组件，所述制冷组件和所述冷藏组件均设于所述壳体的所述腔室中，且所述制冷组件靠近所述锥形结构的小口径端，所述冷藏组件靠近所述锥形结构的大口径端。
进一步，所述制冷组件包括冷指，所述冷指沿所述锥形结构的轴线方向布设；所述压缩机还包括用于产生压力并推动所述膨胀机于所述冷指内往复直线运动的动力件。
进一步，所述锥形结构在靠近所述膨胀机热端的斜壁上具有供所述动力件产生的压力波由此进入所述膨胀机的热腔中的若干气孔。
进一步，所述冷藏组件包括可接受制备的冷量的冷盘，所述红外芯片设于所述冷盘上。
进一步，所述红外芯片粘接在所述冷盘上。
进一步，所述冷藏组件还包括用于罩盖所述冷指和所述冷盘的外壳，所述外壳靠近所述锥形结构的大口径端，且所述外壳罩盖的空间为真空空间，所述红外芯片置于所述真空空间内。
进一步，所述冷藏组件还包括冷屏，所述冷屏设于所述外壳内。
进一步，所述冷藏组件还包括窗片，所述窗片嵌设于所述外壳上。
进一步，所述压缩机和所述膨胀机同轴设置。
本实用新型实施例提供另一种技术方案：一种红外设备，包括可手持或安装在移动机体上的本体，还包括上述的制冷红外探测器，所述制冷红外探测器安装在所述本体上。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过将传统以斯特林制冷机制冷的探测器的整体式结构设置为锥形结构，并根据几大部件的实际形状合理利用锥形结构内部的空间，克服了传统的L型结构所带来的占用空间大的缺陷。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种制冷红外探测器的结构示意图；
附图标记中：1-红外芯片；2-壳体；3-膨胀机；4-冷指；5-气孔；6-冷盘；7-外壳；8-冷屏；9-窗片。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型实施例提供一种制冷红外探测器，包括红外芯片1、杜瓦以及制冷机，所述制冷机包括压缩机和膨胀机3，所述压缩机包括内设有腔室的壳体2，所述壳体2为锥形结构；所述膨胀机3设于所述壳体2的所述腔室中，且靠近所述锥形结构的小口径端；所述杜瓦包括用于配合所述膨胀机3制备冷气的制冷组件以及用于安置红外芯片1的冷藏组件，所述制冷组件和所述冷藏组件均设于所述壳体2的所述腔室中，且所述制冷组件靠近所述锥形结构的小口径端，所述冷藏组件靠近所述锥形结构的大口径端。在本实施例中，本制冷红外探测器所使用的几大部分并未改变，但由于这几个部分之间耦合关系，现有技术中仅能组装成较为占用空间和不便于手持的L型结构的探测器，通过将压缩机的壳体2制备成锥形结构，而且通过杜瓦的性质可以将其分为制冷组件和冷藏组件，这两个部分可以分别靠近小口径端和靠近大口径端，以实现内腔中各部件的合理布局。这种锥形结构的制冷红外探测器实现了探测器的小型集成化，扩大了其应用范围，适合于推广使用。由于红外芯片1、杜瓦、压缩机以及膨胀机3均为现有技术，此处就不再详细描述其具体工作原理。
以下为具体实施例：
优化上述方案，请参阅图1，所述制冷组件包括冷指4，所述冷指4沿所述锥形结构的轴线方向布设；所述压缩机还包括用于产生压力并推动所述膨胀机3于所述冷指4内往复直线运动的动力件。在本实施例中，冷指4为长条形结构，它正好可以放置在锥形结构的中央位置，并沿着锥形结构的轴线方向布设，膨胀机3设于所述冷指4内，在动力件产生压力的情况下，膨胀机3可以在冷指4做往复直线运动，以在冷盘6上产生制冷效应。
进一步优化上述方案，请参阅图1，所述锥形结构在靠近所述膨胀机3热端的斜壁上具有供所述动力件产生的压力波由此进入所述膨胀机3的热腔中的若干气孔5。在本实施例中，气孔5设置在锥形结构的锥面上，由于其为倾斜的，因此将其定义为斜壁。产生的压力波能够从这些气孔5中进入到膨胀机3的热腔中，经过180°转向，推动膨胀机3在冷指4内往复直线运动，由此产生恒定的制冷量，以保证芯片所需温度的恒定。
作为本实用新型实施例的优化方案，请参阅图1，所述冷藏组件包括可接受制备的冷量的冷盘6，所述红外芯片1设于所述冷盘6上。在本实施例中，为了更好地安置和冷却红外芯片1，在杜瓦中设冷盘6来搁置红外芯片1。冷盘6可接收上述杜瓦和膨胀机3配合制备冷量，并导冷。
进一步优化上述方案，所述红外芯片1粘接在所述冷盘6上。为了使红外芯片1更为稳定地固定在冷屏8上，可以采用粘接的方式将其固定在冷盘6上。当然除此以外也可以通过其他固定的方式，例如卡扣。
作为本实用新型实施例的优化方案，请参阅图1，所述冷藏组件还包括用于罩盖所述冷指4和所述冷盘6的外壳7，所述外壳7靠近所述锥形结构的大口径端，且所述外壳7罩盖的空间为真空空间，所述红外芯片1置于所述真空空间内。在本实施例中，上述的杜瓦还包括外壳7，该外壳7同时也是制冷机的外壳7，它能够罩盖冷指4和冷盘6，并在罩盖的范围内形成真空空间，以保证红外芯片1不会受到外界温度的影响。
进一步优化上述方案，请参阅图1，所述冷藏组件还包括冷屏8，所述冷屏8设于所述外壳7内。在本实施例中，上述的杜瓦还具有冷屏8，用来显示参数。
作为本实用新型实施例的优化方案，请参阅图1，所述冷藏组件还包括窗片9，所述窗片9嵌设于所述外壳7上。在本实施例中，设此窗口可以便于工作人员观察。
作为本实用新型实施例的优化方案，请参阅图1，所述压缩机和所述膨胀机3同轴设置。在本实施例中，压缩机、膨胀机3以及杜瓦均为对称结构，它们同轴设置，可以使锥形结构内的布局更为紧致、合理。
本实用新型实施例提供一种红外设备，包括可手持或安装在移动机体上的本体，以及上述的制冷红外探测器，所述制冷红外探测器安装在所述本体上。在本实施例中，上述的制冷红外探测器可以用在本红外设备中，例如地面红外手持设备中，机载红外设备中，甚至是军用红外导引头中。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种制冷红外探测器，包括红外芯片、杜瓦以及制冷机，所述制冷机包括压缩机和膨胀机，其特征在于：所述压缩机包括内设有腔室的壳体，所述壳体为锥形结构；所述膨胀机设于所述壳体的所述腔室中，且靠近所述锥形结构的小口径端；所述杜瓦包括用于配合所述膨胀机制备冷气的制冷组件以及用于安置红外芯片的冷藏组件，所述制冷组件和所述冷藏组件均设于所述壳体的所述腔室中，且所述制冷组件靠近所述锥形结构的小口径端，所述冷藏组件靠近所述锥形结构的大口径端。
2.如权利要求1所述的一种制冷红外探测器，其特征在于：所述制冷组件包括冷指，所述冷指沿所述锥形结构的轴线方向布设；所述压缩机还包括用于产生压力并推动所述膨胀机于所述冷指内往复直线运动的动力件。
3.如权利要求2所述的一种制冷红外探测器，其特征在于：所述锥形结构在靠近所述膨胀机热端的斜壁上具有供所述动力件产生的压力波由此进入所述膨胀机的热腔中的若干气孔。
4.如权利要求2所述的一种制冷红外探测器，其特征在于：所述冷藏组件包括可接受制备的冷量的冷盘，所述红外芯片设于所述冷盘上。
5.如权利要求4所述的一种制冷红外探测器，其特征在于：所述红外芯片粘接在所述冷盘上。
6.如权利要求4所述的一种制冷红外探测器，其特征在于：所述冷藏组件还包括用于罩盖所述冷指和所述冷盘的外壳，所述外壳靠近所述锥形结构的大口径端，且所述外壳罩盖的空间为真空空间，所述红外芯片置于所述真空空间内。
7.如权利要求6所述的一种制冷红外探测器，其特征在于：所述冷藏组件还包括冷屏，所述冷屏设于所述外壳内。
8.如权利要求6所述的一种制冷红外探测器，其特征在于：所述冷藏组件还包括窗片，所述窗片嵌设于所述外壳上。
9.如权利要求1所述的一种制冷红外探测器，其特征在于：所述压缩机和所述膨胀机同轴设置。
10.一种红外设备，包括可手持或安装在移动机体上的本体，其特征在于：还包括如权利要求1-9任一所述的制冷红外探测器，所述制冷红外探测器安装在所述本体上。
Priority Applications (1)
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| CN201822255105.8U CN209589250U (zh) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | 制冷红外探测器以及红外设备 |
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| CN209589250U true CN209589250U (zh) | 2019-11-05 |
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| CN201822255105.8U Active CN209589250U (zh) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | 制冷红外探测器以及红外设备 |
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|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110987196A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-04-10 | 武汉高芯科技有限公司 | 红外探测器组件 |
| CN111536713A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-08-14 | 武汉高芯科技有限公司 | 可实现主动控温及快速制冷的节流制冷器及探测器 |
| CN113793878A (zh) * | 2021-11-18 | 2021-12-14 | 武汉高芯科技有限公司 | 一种双级制冷红外探测器 |
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2018
- 2018-12-29 CN CN201822255105.8U patent/CN209589250U/zh active Active
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