SE191632C1 - - Google Patents

Description

Uppfinnare: H F Miserocchi Uppfinningen hanfOr sig till forbattrade termistorbolometrar och till satt fOr dessas framstallning. Speciellt hanfOr sig uppfinningen till termistorbolometrar med en uppsattning termistorer eller multipla uppsattningar i form av en mosaik.

Tidigare ha termistorbolometrar framstallts genom att termistorflingor tillverkats i forvag och fastklistrats pt ett lampligt underlagsmaterial, exempelvis glas, eller pa senate lid battre lampade material med hog varmeledningsformaga, exempelvis kvarts, och framfor alit small aluminiumoxid i form av syntetisk safir, berylliumoxid, magnesiumoxid o. dyl. Man her aven fareslagit att pafOra infrarodkansligt material i losning pa ett underlag och att upphetta materialet till en temperatur nedanfor det eldfasta underlagsmaterialets smaltpunkt for utkristallisering av det infradodkansliga materialet i forutbestamt monster.

Icke nagot av de tidigare tillampade framstallningssatten och heller icke de darvid erhallna termistorbolometrarna ha varit idealiska. Termistorbolometrar maste anvandas i manga fall i instrument, vilka arbeta vid kanslighetsgransen. Till f8ljd harav her brus varit en ytterst allvarlig och ofta begransande faktor. Det har varit mojligt att framstalla termistorer med forhallandevis lagt brus, men varje brist pa likformighet mellan termistorn och underlagsblocket av material med hog varmeledningsformaga infOr en olikformighet hos de fran bolometern utgaende elektriska signalerna. Denna olikformighet medfOr ett brusproblem, som i vissa fall kan vara alivarligt.

Ett annu mera allvarligt problem upptrader vid framstallning av infrarOdkansliga detektorer med en mosaikartad eller grupperad anordning av termistorer. Dylika are sarskilt vardefulla for infrarodkameror, spektrogra fer och dylika apparater. Det är tidskravande och foljaktligen kostnadskravande att fastldistra i forvag framstallda termistorer pa underlagsblock f Or erhallande av mosaikmOnster och grupperingar. Trots de hoga kostnaderna är de erhallna bolometrarnas kvalitet sãmre, eftersom termistorerna icke kunna ha onskvard likformighet, och den likformighet, kanslighet och brusfrihet som Or onskvard i grupperingar eller mosaik av termistorer, icke kan erhallas i onskad utstrackning.

Enligt foreliggande uppfinning anbringas de material, vilka kunna sintras till termistorer, dirs. oxider av sa.dana metaller som mangan, kobolt, jam, nickel o. dyl., pa ett lampligt dielektriskt underlagsblock av material med hog varmeledningsformaga I ett forutbestamt monster. For delta andamal f ormas caiderna foretradesvis till en pasta, som kan ha samma konsistens som tryckfarg, varvid olja eller ett annat bindemedel anvandes. Tryckmonstnt kan astadkommas med en lamplig form, vars oppningar ha noggrant bestamda dinaensioner, avstand och anordning. Formen kan avlagsnas darefter elkr kan vara kvar, om den bestar av ett material, som fOrstores vid sintringstemperaturerna. Bolometern uppvarmes darefter vid en temperatur, som icke endast sintrar oxiden for formning av termistorerna, utan som Oven. Or tillrackligt hog for att uppmjuka och delvis smalta ett tunt skikt av det eldfasta underlagsmateriakt Till foljd harav bildas ett tunt skikt, som innehaller elementen av saval termistoroxiden som av det eldfasta materialet och som ar homogent i termistorernas lOngdrikt- thugde elektriska egenskaperna och foljaktligen med storsta sannolikhet Oven homogent i kemiskt avseende, fastan detta icke kan matas med elektriska medel.

Nar pa varandra fOljande skikt av termis- 2— — tormaterial skaras och undersokas betraffande det specifika motstandet i ett typiskt fall med termistormaterial med en tjocklek av omkring 80 g, visade tva snitt av omkring 50 resp. 13 g ett for termistorer typiskt specifikt motstand av omkring 800 ohm centimeter. Det foljande skiktet med en tjoeklek av 12 it borjade visa kanten av det homogent hopsmalta sammansatta skiktet. Det specifika motstandet Rade till omkring 2000 ohm centimeter. Detta skikt bestod fOljaktligen Overvagande av termistormaterial, men vissa av underlagsmaterialets element voro narvarande. Slutligen fanns det ett skikt med en tjocklek av 6 p, som hade ett specifikt motstand av 4 X 9 ohm centimeter. Detta skikt fir elektriskt homogent vid matning i langdriktningen och innehaller elementen av Oval underlagsblocket som termistormaterialet. Det bestar icke av det eldfasta underlagsmaterialet ensamt, eftersom detta har ett specifikt motstand av omkring 14 ohm centimeter. Den temperatur, vid vilken sintring ager rum, Ar icke i hog grad kritisk och kommer att variera nagot alltefter termistormaterialet och frainfor alit det dielektriska underlagsmaterialet. Den ligger i regel mellan ett Mgt varde av 800° C vid lang sintring och ett hog vfirde av 1250° C vid kortare sintring med ett mera eldfast underlagsbloek. Vid anvandning av en form fOr framstallning av grupperingen eller mosaiken kan formen vara kvar i sitt lage, om den fir fiirangbar vid dessa temperaturer, medan den i annat fall, exempelvis om den bestar av etsat rostfrill stal, avlagsnas fore branningen.

Uppfinningen forklaras narmare med ledning av bifogade ritning, i vilken fig. 1 ar en schematisk perspektivvy av en tunn form, genom vilken termistorer ha tryckts, fig. 2 fir en partiell tvarsektion genom en balometer, fig. 3 fir en planvy av en termistorgruppering enligt fig. 1, fig. 4 visar schematiskt en optisk anordning, som arbetar med en gruppering av termistorer, fig. 5 dr en forstorad planvy uppifran av grupperingen enligt fig. 4 och fig. 6 är en partiell tvarsektion av ett enskilt termistorelement.

Det i fig. 1 visade eldfasta underlaget 10 bestar av varmeledande material, exempelvis small aluminiumoxid, berylliumoxid, magnesiumoxid etc. Ytan Ar slat och narmar sig optisk slathet, fastan den kan vara vane slat yta, exempelvis en slat cylindrisk yta. Underlagsmaterialet utgor en vfirmeavledare pa. for termistorbolomelrar vanligt salt.

En tunn form 12 med borrade eller etsade oppningar 14 dr anbragt Over ytan. Den kan. besta av plast, exempelvis polyetylentereftalat, eller metall, exempelvis rostfritt stal, massing, koppar, aluminium etc. Formens tjocklek bestdmmer termistorernas tjoeklek och bOr foljaktligen regleras noggrant.

Termistormaterial, dvs. en blandning av oxiderna, vilka foretradesvis med ett oljehaltigt bindemedel overfOrts i pastaform, fordelas likformigt Over formen 12, som fasthalles ororligt med hjalp av en klamma 18 och en tryeksta-v 16. Termistoramnen 20 avsattas sh.- ledes pa underlagsblockets yta 11. Om formen bestar av metall, skall den avlagsnas, om den kan forflyktigas vid branningstemperaturen, kan den sitta kvar. Blocket placeras darefter i en ugn och brannes vid en temperatur frail 1150 till 1250° C, till dess att termistormaterialet blivit sintrat och har bildat det elektriskt homogena bindeskiktet med underlagsblocket, sasom ovan beskrivits. En mosaik av termistorer bildas och de vanliga elektriska anslutningarna kunna anbringas pa kant salt, exempelvis tryckas pa underlagsblocket och hardas genom branningen.

Vid anvandning av en metallform kan man alternativt, om sa onskas, branna vid en lag temperatur nedanfor 800° C under en kort lid fOr avdunstning av det oljehaltiga materialet och hardning av termistormaterialet, sa att det icke langre ror sig i forhallande till underlaget, medan samtidigt fiven de tryekta stromkretsledarna hardas.

Ett annat satt att fasta ledare visas i storre skala i fig. 2. Har visas gemensamma anslutningar far ett antal termistorer i form av ledande skenor 22, vilka kunna besta av adelmetal' eller annat lfimpligt material och vilka aro i ingrepp med termistorernas 'canter 24. Ett ledande stift 28 stracker sig genom underlagsblocket for anslutning av en ledningsforbindelse vid elementets 10 motsatta yta 32.

I fig. 3 visas det allmanna utseendet av en del av den visade termistoranordningen. De ledande skenorna 22 och 22a aro i ingrepp med ett flertal av termistorelementen. Stift 28 kunna anvfindas omvaxlande, sasom ovan beskrivits. Alla onskade forbindelser Indian stiften kunna astadkommas genom pa lampligt salt tryekta strOmkretsar pa. det eldfasta underlagets 10 botten.

En annan form, i vilken uppfinningen kan tillampas med fordel, bestir i en linjar gruppering, sasom den visas i fig. 5. Har aro flera remsformade termistorer 40, 42, 44, 4G etc. fastgjorda pa. ytan av ett eldfast underlagselement 10 tat intill varandra men isolerade gentemot varandra. Elektriska forbindelser dro anslutna vid motsatta findar ay varje termistorremsa, exempelvis vid 50-51 och 525. Genom att termistorremsorna ha olika bredd, varierar termistorernas kanslighet i jamforelse med nargransande termistorer. Genom att ordna remsorna med olika bredd motsvarighet till nagot forutbestamt vagband i infrarodspektret eller en del darav, kan en gruppering av i fig. 5 visad typ anordnas sa att uteffekten fran. varje termistorremsa ar lika, da grupperingen utsattes for en sadan forutbestamd spektralfordelning av infrarodenergi. — —3 Ett enkelt optiskt system, som lampar sig for att sprida infrarodenergistralar till ett spektrum, som kan spektralanalyseras genom en termistorgruppering av fig. 5 visat slag, visas schematiskt i fig. 4, dar en kalla 60 utsander infrarod stralningsenergi. Stralar av infrarOdenergi fran kallan 60 passera genom en trang plan slitsoppning 62 till en kollimatorlins 64, som inriktar stralarna utmed i huvudsak parallella bailor mot ett prisma 66, som astadkommer diffraktion av stralarna i enlighet med skillnaderna i vaglangd. De efter diffraktionen frail prismat 66 utgaende stralarna inriktas genom en lins 68 mot den linjara termistorgrupperingen 70. Om man alternativt Onskar erhalla en variabel indikering i uteffekten i enlighet med ett forutbestamt spektrum for infrar8denergins spridning, kunna termistorremsorna enligt fig. 5 utforas med likformig bredd, eller de kunna t, o. m. utforas med omvant varierande bredd eller med varje onskad kombination °eh foljd av breddimensioner, varigenom en onskad gradering av de utgaende signalerna kan er- Fig. 6 visar i kraftig forstoring en sektion genom en termistor for askadliggOrande av de olika skikten A, B, C, som ovan beskrivits. Fig. 6 askadliggor faktiskt utforda matningar och det visar sig att skikten icke ha absolut likformig tjocklek, eftersom dot är omojligt att skara bort pa varandra foljande skikt med sadan fullstandig noggrannhet.

Claims (2)

Patentansprak:

1. Termistorbolometer med termistorflingor pa ett eldfast underlagsblock med hog varmeledningsformaga, kannetecknad darav, att termistorerna (20) aro fastsatta vid underlagsblocket (10) genom tunna smaltskikt (C), vilka innehalla elementen av saval termistormaterialet som underlagsblocket och vilka dro elektriskt homogena i termistorernas langdriktning.

2. Satt att framstalla termistorbolometern enligt patentanspraket 1, kannetecknat ddrav, att termistorbildande metalloxider anbringas pa ytan. av ett eldfast underlagsblock med hog vdrmeledningsformaga och att blocket och termistormaterialet brannas viii en temperatur, som är tillrackligt hog for att ett tunt, small skikt skall bildas, som innehailer bade termistormaterialet och underlagsblockets material och som faster vane terrnistor viii underlagsblocket, vilket skikt är elektriskt homogent i termistorernas langdriktning.