FR2734942A1 - SENSOR ARRANGEMENT PROVIDED WITH A SENSOR COOLED BY A JOULE-THOMSON COOLER AND PROVIDED WITH ELECTRONIC COMPONENTS - Google Patents
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- G01J5/061—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity by controlling the temperature of the apparatus or parts thereof, e.g. using cooling means or thermostats
Abstract
Pour une disposition de capteur munie d'un capteur (18) refroidi par un refroidisseur Joule-Thomson (36) et munie de composants électroniques (48, 50), des moyens échangeurs de chaleur (54, 56) traversés par le gaz de refroidissement détendu s'échappant du refroidisseur Joule-Thomson (36) sont en contact conducteur de chaleur avec les composants électroniques (48, 50).For a sensor arrangement provided with a sensor (18) cooled by a Joule-Thomson cooler (36) and provided with electronic components (48, 50), heat exchange means (54, 56) through which the cooling gas passes Expansion of the Joule-Thomson cooler (36) are in heat conductive contact with the electronic components (48, 50).
Description
DescriptionDescription
Disposition de capteur munie d'un capteur refroidi par un refroidisseur Joule-Thomson et munie de composants électroniques L'invention concerne une disposition de capteur munie d'un capteur refroidi par un refroidisseur Joule-Thomson et munie de The invention relates to a sensor arrangement provided with a sensor cooled by a Joule-Thomson cooler and provided with
composants électroniques.electronic components.
De tels capteurs sont notamment des capteurs sensibles a l'infrarouge pour des chercheurs qui poursuivent une cible a rayonnement infrarouge. De tels chercheurs sont utilises dans Such sensors are in particular infrared-sensitive sensors for researchers pursuing a target with infrared radiation. Such researchers are used in
des têtes chercheuses de missiles autodirecteurs. homing missile seekers.
EP-A-O 604 790 décrit une disposition de capteur munie d'un capteur refroidi. Le capteur est disposé dans l'espace vide d'air d'un récipient Dewar. Le récipient Dewar présente un élément intérieur et extérieur de boîtier. Les éléments de EP-A-O 604 790 describes a sensor arrangement provided with a cooled sensor. The sensor is placed in the air space of a Dewar container. The Dewar container has an interior and exterior housing member. The elements of
boîtier sont développés tous les deux en forme de pot. housing are both developed in the form of a pot.
L'élément extérieur de boîtier mord sur l'élément intérieur de boîtier. Les deux éléments de boîtier délimitent l'espace vide d'air du récipient Dewar. Le "fond" de l'élément intérieur de boîtier porte le capteur sur son côté extérieur situé du côté The outer housing member bites onto the inner housing member. The two housing elements delimit the air space of the Dewar container. The "bottom" of the inner housing element carries the sensor on its outer side located on the side
du vide d'air.vacuum.
L'élément intérieur de boîtier renferme dans son espace intérieur un refroidisseur Joule-Thomson. Un tel refroidisseur Joule-Thomson comprend un échangeur de chaleur sous forme d'une conduite aller en serpentin et une tuyère de détente située à l'extrémité de la conduite aller dans le domaine du "fond" du récipient Dewar. Un gaz de refroidissement sous pression est guidé à travers la conduite aller et s'échappe par la tuyère de détente. À cette occasion le gaz de refroidissement se détend et se refroidit. Le gaz de refroidissement détendu et refroidi circule alors à travers l'échangeur de chaleur vers l'extrémité ouverte du récipient Dewar. Il refroidit à cette occasion le gaz de refroidissement aller sous pression situé en courant contraire. Le gaz de refroidissement ainsi prérefroidi continue d'être ensuite refroidi par la détente lorsqu'il s'échappe de la tuyère. On peut obtenir finalement par ce moyen de très basses températures. Le gaz de refroidissement refroidità cette occasion le capteur de façon correspondante. Après son passage dans l'échangeur de chaleur il s'échappe à l'extrémite ouverte The inner housing element contains in its interior space a Joule-Thomson cooler. Such a Joule-Thomson cooler includes a heat exchanger in the form of a serpentine flow pipe and an expansion nozzle situated at the end of the flow pipe in the area of the "bottom" of the Dewar container. A pressurized cooling gas is guided through the flow line and escapes through the expansion nozzle. On this occasion the cooling gas expands and cools. The expanded and cooled cooling gas then flows through the heat exchanger to the open end of the Dewar container. It cools on this occasion the cooling gas going under pressure located in opposite current. The cooling gas thus precooled then continues to be cooled by the expansion when it escapes from the nozzle. Very low temperatures can ultimately be obtained by this means. The cooling gas on this occasion cools the sensor accordingly. After passing through the heat exchanger it escapes at the open end
"chaude" du récipient Dewar."hot" from the Dewar container.
Dans EP-A-0O 604 790 le récipient Dewar présente un socle en forme de bride. Le socle se compose d'un premier élément de socle dont la forme est adaptée à l'élément extérieur de boîtier, et un second élément de socle dont la forme est adaptée à l'élément intérieur de boîtier. Une platine en forme de disque annulaire est maintenue de façon étanchante entre le premier et le second élément de socle et délimite un espace vide d'air. Des composants électroniques, dont des circuits intégrés, sont montés sur la platine. La disposition de composants électroniques situés directement à l'extrémité "chaude" du récipient Dewar permet un traitement de signaux des signaux de capteur proche du capteur et réduit la sensibilité In EP-A-0O 604 790 the Dewar container has a base in the form of a flange. The base consists of a first base element whose shape is adapted to the outer housing element, and a second base element whose shape is adapted to the inner housing element. A plate in the form of an annular disc is held in a sealing manner between the first and the second base element and delimits an air space. Electronic components, including integrated circuits, are mounted on the board. The arrangement of electronic components located directly at the "hot" end of the Dewar container allows processing of signals from sensor signals close to the sensor and reduces sensitivity
aux perturbations électromagnétiques. electromagnetic interference.
Pourtant, de tels composants électroniques produisent de la chaleur. Des têtes chercheuses usuelles ont du mal à évacuer cette chaleur. Il faudrait que l'évacuation de la chaleur se produise par les roulements à billes de cadres de cardan dans lesquels le détecteur infrarouge d'un chercheur situé au missile est logé de façon usuelle, ce qui nécessite de longues voies pour la chaleur à évacuer et engendre un mauvais passage de la chaleur. Le chercheur lui-même chauffe en outre pendant son fonctionnement si bien que le transport de la chaleur a lieu par rerayonnement. Cela peut avoir différentes conséquences négatives: La fiabilité des composants est réduite. Il existe le danger que les composants surchauffent. Le système du capteur However, such electronic components produce heat. Conventional seekers find it difficult to dissipate this heat. The heat would have to be removed by the cardan frame ball bearings in which the infrared detector of a researcher located at the missile is housed in the usual way, which requires long paths for the heat to be removed and causes poor heat transfer. The researcher himself also heats up during its operation, so that the transport of heat takes place by radiation. This can have different negative consequences: The reliability of the components is reduced. There is a danger of the components overheating. The sensor system
peut défaillir par ce moyen.can fail by this means.
La production de chaleur à l'entrée du refroidisseur Joule- Thomson affecte en outre la fonction de ce dernier. Le flux de gaz nécessaire au refroidissement du capteur à une température prédéfinie augmente par ce moyen. Cela limite le temps de vol si le gaz de refroidissement sous pression est fourni par un réservoir sous pression. Dans des cas extrêmes, la limite de puissance du refroidisseur Joule-Thomson dépendante du temps peut être dépassée. Cela mène également à une détérioration de la puissance de refroidissement et le cas The production of heat at the inlet of the Joule-Thomson chiller also affects its function. The gas flow required to cool the sensor to a predefined temperature increases by this means. This limits the flight time if the pressurized cooling gas is supplied from a pressure tank. In extreme cases, the time-dependent Joule-Thomson chiller power limit may be exceeded. This also leads to a deterioration of the cooling power and the case
echéant a une défaillance du systeme. due to a system failure.
L'invention a pour but d'améliorer le transport de chaleur de composants électroniques pour des capteurs refroidis de l'espece nommee ci-dessus. Conformement à l'invention, ce probleme est résolu par le fait que des moyens échangeurs de chaleur traversés par le gaz The invention aims to improve the heat transport of electronic components for cooled sensors of the species named above. In accordance with the invention, this problem is solved by the fact that heat exchanger means through which the gas passes
de refroidissement détendu s'échappant du refroidisseur Joule- coolant escaping from the Joule cooler-
Thomson sont en contact conducteur de chaleur avec les Thomson are in heat conductive contact with
composants électroniques.electronic components.
L'invention repose sur l'établissement du fait que le gaz de refroidissement retour détendu est encore assez froid après The invention is based on the establishment of the fact that the expanded return cooling gas is still fairly cold after
son passage dans l'échangeur de chaleur du refroidisseur Joule- its passage through the heat exchanger of the Joule cooler-
Thomson et apres le prérefroidissement du gaz de refroidissement aller sous pression qui est amené pour réceptionner et transporter une quantité de chaleur appréciable des composants électroniques pour une construction appropriée des moyens échangeurs de chaleur prévus aux composants électroniques. Le gaz de refroidissement détendu et "consomme" qui, inutilisé, s'échapperait sinon dans l'atmosphere est alors encore exploite pour refroidir les composants électroniques. Il est avantageux a cette occasion que la quantité de gaz de refroidissement nécessaire pour le refroidissement du capteur augmente d'autant plus que la température du missile est elevée. On dispose alors également pour le refroidissement des composants électroniques d'une quantité de gaz de refroidissement "consommé" qui est de façon correspondante plus élevée. Thomson and after the precooling of the cooling gas go under pressure which is brought to receive and transport an appreciable quantity of heat from the electronic components for an appropriate construction of the heat exchanger means provided to the electronic components. The expanded and consumed cooling gas which, unused, would otherwise escape into the atmosphere is then further exploited to cool the electronic components. It is advantageous on this occasion that the quantity of cooling gas necessary for cooling the sensor increases all the more the higher the temperature of the missile. There is then also available for cooling the electronic components a quantity of cooling gas "consumed" which is correspondingly higher.
Un exemple d'exécution de l'invention est expliqué ci- An example of execution of the invention is explained below.
après, plus en détail, en référence aux dessins annexés. after, in more detail, with reference to the accompanying drawings.
La fig. 1 montre une coupe d'un capteur sous forme d'un détecteur infrarouge muni d'un refroidisseur Joule-Thomson, d'un récipient Dewar muni d'un socle en forme de bride et muni Fig. 1 shows a section through a sensor in the form of an infrared detector fitted with a Joule-Thomson cooler, a Dewar container provided with a flange-shaped base and provided
de composants électroniques refroidis. of cooled electronic components.
La fig. 2 est une représentation schématique en perspective et montre la construction d'un échangeur de chaleur Fig. 2 is a schematic perspective representation and shows the construction of a heat exchanger
destine a refroidir des composants électroniques. intended to cool electronic components.
La fig. 2 est une représentation schématique en perspective et montre la construction d'un échangeur de chaleur Fig. 2 is a schematic perspective representation and shows the construction of a heat exchanger
destiné à refroidir des composants électroniques. intended to cool electronic components.
Un récipient Dewar en forme de pot est désigné dans la fig. 1 par 10. Le récipient Dewar 10 présente un élément extérieur 12 et un élément intérieur 14. L'élément extérieur 12 mord avec un écart sur l'élément intérieur 14. Un espace vide d'air 16 est formé entre les deux. Un capteur 18 sous forme d'un détecteur infrarouge repose à l'intérieur de l'espace vide d'air 16 sur la surface située du côté du vide d'air d'un "fond" 20 de l'élément intérieur 14 en forme de pot. Un A Dewar container in the form of a pot is designated in fig. 1 by 10. The Dewar container 10 has an exterior element 12 and an interior element 14. The exterior element 12 bites with a gap on the interior element 14. An air space 16 is formed between them. A sensor 18 in the form of an infrared detector rests inside the air space 16 on the surface located on the side of the air vacuum of a "bottom" 20 of the interior element 14 in the form of pot. A
obturateur à froid 22 est en outre placé au fond 20. cold shutter 22 is also placed at the bottom 20.
L'obturateur à froid 22 est refroidi avec le capteur 18 et protège le capteur 18 contre le rayonnement infrarouge qui provient du milieu, p. ex. d'éléments de paroi chauds du missile, et qui frappe directement le capteur 18. L'élément The cold shutter 22 is cooled with the sensor 18 and protects the sensor 18 against infrared radiation which comes from the medium, p. ex. hot wall elements of the missile, and which directly hits the sensor 18. The element
extérieur 12 forme dans le domaine du "fond" une fenêtre 24. exterior 12 forms a window 24 in the "bottom" area.
L'élément extérieur 12 est fixé de façon étanchante avec un élément de bord 26 en forme de cloche dans un percement 28 d'une bride de montage 30. Un disque annulaire 34 est adjacent à une épaule 32 du percement 28. Le disque annulaire 34 est fixé de façon étanchante à l'intérieur à la surface de manteau cylindrique de l'élément intérieur 14. Le disque annulaire 34 forme la limite inférieure d'après la fig. 1 de l'espace vide The external element 12 is fixed sealingly with a bell-shaped edge element 26 in a hole 28 in a mounting flange 30. An annular disc 34 is adjacent to a shoulder 32 of the hole 28. The annular disc 34 is fixed sealingly on the inside to the cylindrical mantle surface of the inner element 14. The annular disc 34 forms the lower limit according to FIG. 1 of empty space
d'air 16.air 16.
Un refroidisseur Joule-Thomson 36 repose dans l'élément intérieur 14 et avec cela dans le récipient Dewar 10. Le refroidisseur Joule-Thomson 36 comprend un échangeur de chaleur 38 muni d'un tuyau 40 en serpentin pour l'amenée de gaz de refroidissement sous pression. Le gaz de refroidissement est amené au tuyau 40 par l'intermédiaire d'une conduite de gaz de refroidissement 42. Le gaz de refroidissement s'échappe d'une tuyère de détente 44 à l'extrémité du tuyau 40 directement en face du fond 20. Le gaz de refroidissement se refroidit lors de la détente. Le gaz de refroidissement peut être par exemple de l'air, de l'azote ou de l'argon. Le gaz de refroidissement détendu et refroidi circule alors en courant contraire de haut en bas d'après la fig. 1 à travers l'échangeur de chaleur 38 à l'encontre du gaz de refroidissement sous pression amené qui circule de bas en haut d'après la fig. 1. Le gaz de A Joule-Thomson cooler 36 rests in the interior element 14 and with that in the Dewar container 10. The Joule-Thomson cooler 36 comprises a heat exchanger 38 provided with a pipe 40 in serpentine for the supply of cooling gas. under pressure. The cooling gas is supplied to the pipe 40 via a cooling gas pipe 42. The cooling gas escapes from an expansion nozzle 44 at the end of the pipe 40 directly opposite the bottom 20 The cooling gas cools during expansion. The cooling gas can be, for example, air, nitrogen or argon. The expanded and cooled cooling gas then flows in reverse current from top to bottom according to FIG. 1 through the heat exchanger 38 against the pressurized cooling gas supplied which flows from bottom to top according to FIG. 1. Gas from
refroidissement sous pression est prérefroidi par ce moyen. pressure cooling is precooled by this means.
Après s'être détendu le gaz de refroidissement prérefroidi atteint une température qui s'est abaissée encore une fois. Cela se poursuit, de très basses températures pouvant être générées et p. ex. de l'air pouvant être liquéfié. Le fond 20 est également refroidi à cette occasion avec le capteur 18 et After expanding, the precooled cooling gas reaches a temperature which has dropped again. This continues, very low temperatures can be generated and e.g. ex. air that can be liquefied. The bottom 20 is also cooled on this occasion with the sensor 18 and
l'obturateur à froid 22 de façon correspondante. the cold shutter 22 correspondingly.
La carte de circuits imprimés 46 munie de composants électroniques 48 et 50 qui produisent en fonctionnement de la chaleur de dissipation se trouve à la bride de montage 30 à "l'extrémité chaude" de la disposition de capteur. La carte de circuits imprimés est recouverte par un cache 52 placé à la bride de montage 30. La chaleur des composants électroniques 48 et 50 a, ainsi que cela est décrit ci-dessus, du mal à être évacuée. Les effets négatifs décrits également peuvent The printed circuit board 46 with electronic components 48 and 50 which produce dissipative heat in operation is located at the mounting flange 30 at the "hot end" of the sensor arrangement. The printed circuit board is covered by a cover 52 placed at the mounting flange 30. The heat of the electronic components 48 and 50 has, as described above, difficult to be evacuated. The negative effects also described can
apparaître par ce moyen.appear by this means.
C'est pour cette raison que les composants électroniques 48 et 50 sont disposés sur des échangeurs de chaleur 54 et 56 respectivement. Les échangeurs de chaleur 54 et 56 sont traversés par le gaz de refroidissement "consommé" qui s'échappe du refroidisseur Joule- Thomson 36 à l'extrémité chaude et qui s'échapperait, selon la technique connue, dans l'atmosphère. Ce gaz de refroidissement consommé est réceptionné dans une chambre 58 et est conduit dans les échangeurs de chaleur 54 et 56 respectivement par It is for this reason that the electronic components 48 and 50 are arranged on heat exchangers 54 and 56 respectively. The heat exchangers 54 and 56 are traversed by the "consumed" cooling gas which escapes from the Joule-Thomson cooler 36 at the hot end and which, according to the known technique, escapes into the atmosphere. This consumed cooling gas is received in a chamber 58 and is led into the heat exchangers 54 and 56 respectively by
l'intermédiaire de conduites 60 et 62. through lines 60 and 62.
Les échangeurs de chaleur 54 et 56 sont construits selon The heat exchangers 54 and 56 are constructed according to
la façon de la fig. 2.the way of fig. 2.
Chaque échangeur de chaleur 54 ou 56 se compose de Each heat exchanger 54 or 56 consists of
plusieurs plaques fines de silicium 64, 66, 68, 70, 72 et 74. several thin plates of silicon 64, 66, 68, 70, 72 and 74.
Un certain nombre de canaux parallèles 76 sont enfoncés chaque fois dans les surfaces des plaques de silicium 64, 66, 68, 70, 72 et 74. Ainsi que l'on peut le voir sur la fig. 2, les plaques de silicium sont posées les unes sur les autres et reliées les unes aux autres de telle façon que les rainures 76 situées dans chacune des plaques de silicium 64, 66, 68, 70, 72 et 74 s'étendent en croix par rapport aux rainures situées dans les plaques de silicium chaque fois adjacentes. Les rainures 76 situées dans les plaques de silicium 64, 68 et 72 s'étendent de gauche a droite d'après la fig. 2. Les rainures situées dans les plaques de silicium 66, 70 et 74 situées entre les deux s'étendent d'avant en arrière. Quand les plaques de silicium 64, 66, 68, 70, 72 et 74 sont reliées les unes aux autres il se produit un système de canaux croisés les uns par rapport aux autres destinés à générer un courant en croix. Les plaques 64 10... 74 peuvent également être disposées de telle façon qu'elles A number of parallel channels 76 are pressed each time into the surfaces of the silicon plates 64, 66, 68, 70, 72 and 74. As can be seen in FIG. 2, the silicon plates are placed one on top of the other and connected to each other in such a way that the grooves 76 located in each of the silicon plates 64, 66, 68, 70, 72 and 74 extend in a cross compared to the grooves located in the silicon plates each time adjacent. The grooves 76 located in the silicon plates 64, 68 and 72 extend from left to right according to FIG. 2. The grooves located in the silicon plates 66, 70 and 74 located between the two extend back and forth. When the silicon plates 64, 66, 68, 70, 72 and 74 are connected to one another, a system of channels crossed with respect to each other is produced, intended to generate a cross current. The plates 64 10 ... 74 can also be arranged in such a way that they
forment un échangeur de chaleur à courant contraire. form a reverse current heat exchanger.
Le gaz de refroidissement quitte l'échangeur de chaleur du refroidisseur Joule-Thomson avec une température qui est de façon insignifiante inférieure de 8 jusqu'à 10 C à la température ambiante. Du point de vue des qualités thermiques, les gaz de refroidissement usuels comme l'air, l'azote ou l'argon ne sont pas très appropriés en tant que moyens de refroidissement pour un échangeur de chaleur. Ils ne possèdent que de faibles densités, une capacité limitée de chaleur et sont de mauvais conducteurs de chaleur. Ces mauvaises qualités sont largement compensées par la conception habile de The cooling gas leaves the heat exchanger of the Joule-Thomson chiller with a temperature which is insignificantly lower by 8 to 10 C than the ambient temperature. From the point of view of thermal qualities, the usual cooling gases such as air, nitrogen or argon are not very suitable as cooling means for a heat exchanger. They only have low densities, limited heat capacity and are poor heat conductors. These bad qualities are largely compensated by the skillful conception of
l'échangeur de chaleur 54 et 56 respectivement. the heat exchanger 54 and 56 respectively.
Dans ce but, l'échangeur de chaleur 54 ou 56 doit posséder des dimensions petites et compactes qui sont chaque fois adaptées au composant électronique à refroidir 48 et 50 respectivement. La surface de l'échangeur de chaleur doit être très grande par rapport au volume de l'échangeur de chaleur. Le matériau de l'échangeur de chaleur 54 ou 56 doit être un très bon conducteur de chaleur. Il n'apparaîtra par ce moyen qu'une petite différence de température entre le composant électronique 48 ou 50 et l'échangeur de chaleur 54 et 56 respectivement. La perte de pression du gaz de refroidissement lorsqu'il traverse l'échangeur de chaleur 54 ou 56 doit être faible. Il y a un faible coefficient de passage de chaleur entre la surface de l'échangeur de chaleur 54 ou 56 et le gaz de refroidissement. Une bonne transmission de chaleur résulte For this purpose, the heat exchanger 54 or 56 must have small and compact dimensions which are each adapted to the electronic component to be cooled 48 and 50 respectively. The surface area of the heat exchanger must be very large in relation to the volume of the heat exchanger. The material of the heat exchanger 54 or 56 must be a very good conductor of heat. By this means, only a small temperature difference will appear between the electronic component 48 or 50 and the heat exchanger 54 and 56 respectively. The pressure loss of the cooling gas when it passes through the heat exchanger 54 or 56 must be low. There is a low coefficient of heat passage between the surface of the heat exchanger 54 or 56 and the cooling gas. Good heat transmission results
de la grande superficie des canaux traversés. of the large area of the canals crossed.
Les dimensions des superficies des échangeurs de chaleur 54 et 56 correspondent environ a celles des composants électroniques à refroidir 48 et 50 respectivement. Pour l'exemple d'exécution représenté dans la fig. 2, les échangeurs de chaleur 54 et 56 ont une superficie de 12 mm x 25 mm et une épaisseur totale de 2 mm. Les plaques de silicium 64, 66, 68, , 72 et 74 prises séparément ont une épaisseur de chaque fois 0,1 mm. Les rainures 76 et les canaux respectivement possèdent The dimensions of the surfaces of the heat exchangers 54 and 56 correspond approximately to those of the electronic components to be cooled 48 and 50 respectively. For the example of execution shown in fig. 2, the heat exchangers 54 and 56 have an area of 12 mm x 25 mm and a total thickness of 2 mm. The silicon plates 64, 66, 68,, 72 and 74 taken separately have a thickness of 0.1 mm each time. The grooves 76 and the channels respectively have
une section transversale de 0,07 mm x 0,1 mm. a cross section of 0.07 mm x 0.1 mm.
La fabrication des canaux a lieu par un procédé connu de microminiaturisation. Cela peut avoir lieu par le procédé LIGA ou par corrosion anisotrope des plaques de silicium. le silicium a une bonne conductibilité. Les plaques de silicium 64, 66, 68, 70, 72 et 74 prises séparément peuvent être reliées The manufacture of the channels takes place by a known process of microminiaturization. This can take place by the LIGA process or by anisotropic corrosion of the silicon wafers. silicon has good conductivity. Silicon plates 64, 66, 68, 70, 72 and 74 taken separately can be connected
les unes aux autres par soudage ou par collage. to each other by welding or gluing.
On prévoit environ seize couches de plaques de silicium. About sixteen layers of silicon wafers are expected.
Dans chaque plaque de silicium on forme environ cent rainures 76 et canaux respectivement. Chaque rainure 76 et chaque canal respectivement a une longueur de 25 mm. Les nervures situées entre les rainures 76 ont une largeur de 0,025 mm. La longueur totale de tous les canaux sera de quarante mètres. La surface de l'échangeur de chaleur est au total de 14 000 mm. Le volume de l'échangeur de chaleur est de 800 mm. Le rapport surface de l'échangeur de chaleur / volume de l'échangeur de chaleur -1 devient avec cela 17,5 mm 1 Le diamètre hydraulique de l'échangeur de chaleur peut être optimalement adapté aux rapports par montage en série ou en parallèle au choix des canaux. Le gaz de refroidissement est extrêmement pur étant donné qu'il a été injecté extrêmement pur pour le processus de refroidissement placé en amont. Les canaux peuvent être extrêmement rétrécis par ce moyen sans que l'on ait besoin de craindre que les canaux se bouchent. En température plus élevée, une puissance plus élevée de refroidissement aux échangeurs de chaleur 54 et 56 est nécessaire. Mais en température plus élevée, le flux de gaz de refroidissement requis par le refroidisseur Joule-Thomson est également plus élevé. Pour un refroidisseur Joule- Thomson avec une puissance de refroidissement d'environ 400 mW avec de l'air de 300 à 100 bars en tant que gaz de refroidissement pour une température ambiante de 70 C, le flux de gaz nécessaire au refroidisseur Joule-Thomson est tellement élevé qu'un flux de chaleur d'environ 350 à 650 mW peut être avec cela évacué des composants électroniques menacés. La température des composants électroniques s'y élève alors à un maximum de 20 C au-dessus de In each silicon wafer, approximately one hundred grooves 76 and channels are formed respectively. Each groove 76 and each channel respectively has a length of 25 mm. The ribs located between the grooves 76 have a width of 0.025 mm. The total length of all the canals will be forty meters. The surface area of the heat exchanger is 14,000 mm in total. The volume of the heat exchanger is 800 mm. The surface area of the heat exchanger / volume of the heat exchanger -1 becomes 17.5 mm 1 The hydraulic diameter of the heat exchanger can be optimally adapted to reports by mounting in series or in parallel to the choice of channels. The cooling gas is extremely pure since it has been injected extremely pure for the upstream cooling process. The channels can be extremely narrowed by this means without the need to worry that the channels will become blocked. At higher temperatures, higher cooling power at the heat exchangers 54 and 56 is required. But at higher temperatures, the flow of cooling gas required by the Joule-Thomson chiller is also higher. For a Joule-Thomson chiller with a cooling power of around 400 mW with air from 300 to 100 bar as cooling gas for an ambient temperature of 70 C, the gas flow required by the Joule-Thomson chiller is so high that a heat flux of approximately 350 to 650 mW can be thereby removed from the threatened electronic components. The temperature of the electronic components then rises to a maximum of 20 C above
la température ambiante.Room temperature.
Avec les échangeurs de chaleur décrits on peut atteindre des nombres de passage de chaleur relativement grands de a = 1.0 kW/m2K pour des pertes de pression faibles par comparaison With the heat exchangers described, relatively large heat passage numbers of a = 1.0 kW / m2K can be achieved for low pressure losses by comparison
de 100 à 250 mbars.from 100 to 250 mbar.
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1996
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- 1996-05-31 FR FR9606899A patent/FR2734942B1/en not_active Expired - Lifetime
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