热端的热量则仍然可以通过铜底座传导到翅片散热器中，翅片散热器可以使用铝或者铜等导热率高的材料制作，通过风扇，把热量快速散到空气中。
[0029]温度传感器安装在冷指上。温度传感器和TEC制冷片通过真空腔底座的电气插头，接到外部驱动电路上进行TEC制冷控制。CCD探测器同样通过真空底座的电气插头连接到CCD控制器的驱动电路和数据采集电路上，进行CCD探测器的时序驱动和数据采集。
[0030]本发明的原理是:
[0031]步骤(一)真空杜瓦设计；
[0032]为了维持良好的真空以及快速的散热，真空杜瓦腔体底座使用导热率良好的纯铜，底座上设计真空级密封电气插头接口，TEC固定接口，和腔体上盖结合部分设计成法兰形式进行固定，真空杜瓦腔体上盖使用导热率低的304不锈钢，在上部提供封窗玻璃的位置，在侧面提供真空抽气口，封窗玻璃根据CCD探测器的要求进行设计和加工。封窗玻璃通过密封胶或者直接焊接固定在上盖上，保持良好的密封性。
[0033]步骤(二)散热系统设计:
[0034]散热系统由导热良好的铜底座，翅片散热器，底座中的水循环系统组成，在铜底座的外侧设计用于水循环的水道以及入水管和出水管，使用铝或者铜材料设计导热良好，散热面积大的翅片散热器，在使用风冷散热模式加快热量的散去。
[0035]步骤(三)制冷系统设计:
[0036]使用三阶到六阶的TEC制冷片来对CCD芯片进行制冷，根据制冷量的不同要求，选择合适阶数的TEC制冷片，制冷片和导热铜底座，冷指有良好的热接触，冷指上面固定CCD芯片和温度传感器，TEC制冷片的驱动线和温度传感器的信号线通过底座上的电气插头连到腔体外的TEC制冷驱动板。
[0037]步骤(四)真空系统组装和维持:
[0038]真空腔体的组装完成之后，放入真空吸附剂，使用真空栗进行真空抽取，真空度可以抽到10E-3Pa。通过制冷驱动板对TEC制冷系统进行制冷，使得CCD芯片的温度维持在设定的温度。制冷驱动板可以通过和电脑的控制接口进行目标温度的设定，制冷系统启动和关闭，当前温度的查询等功能。
[0039]具体实施例:
[0040]如图1、图2、图3所示，包括真空腔体1，真空抽气口 2，真空腔体底座3，封窗玻璃4，真空腔体上盖5，TEC制冷片6，(XD芯片7，冷指8，温度传感器9，电气插头10，真空吸附剂11，水循环系统12，翅片散热器13。真空腔体1由真空腔体底座3，真空腔体上盖5以及封窗玻璃4密封而成，真空腔体上盖5和真空腔体底座通过法兰17、18连接，中间使用氟橡胶密封圈进行密封，封窗玻璃4和真空腔体上盖5通过环氧树脂密封胶进行密封，或者采用直接焊接技术，把封窗玻璃4直接焊接在真空腔体上盖5上。真空腔体上盖5的侧面焊接有真空抽气口 2，通过法兰形式和真空栗及真空计相连，进行抽真空。真空腔体上盖5使用304不锈钢，真空腔体底座3使用纯铜材料以利于TEC热端的快速散热，封窗玻璃根据光学需求进行定制。
[0041]TEC制冷片6的热端通过良好的热接触固定在真空腔体底座3上，冷指8通过良好的热接触固定在TEC制冷片的冷端，CCD芯片7通过良好的热接触固定在冷指上，同时冷指上固定温度传感器9。
[0042]为了维持真空度，在底座上固定了真空吸附剂11。
[0043]为了进行水冷散热，在真空腔体底座的外侧设计了水循环系统，如图3所示，包括水道14，出水口 15，入水口 16。入水口 16，出水口 15接入水冷循环机，即可启动水冷循环机进行水冷散热。
[0044]风冷散热方式通过翅片散热器13进行散热，翅片散热器13使用导热率高的铝或者铜来制作，并通过强力风扇进行散热。
[0045](XD芯片7，TEC制冷片6，温度传感器9通过电气插头10和真空腔外面的(XD控制器，TEC制冷驱动板相连接，完成制冷系统的驱动和CCD芯片的时序控制和数据采集。
[0046]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种用于水冷和风冷散热的热电制冷装置，其特征在于，包括由真空腔体底座和真空腔体上盖围成的真空腔体，所述真空腔体上盖的顶壁设有封窗玻璃，所述真空腔体上盖的侧壁设有真空抽气口，所述真空腔体内设有TEC制冷片、CCD芯片、冷指、温度传感器、电气插头、真空吸附剂； 所述真空腔体底座内设有水循环系统，所述真空腔体底座下部设有翅片散热器。2.根据权利要求1所述的用于水冷和风冷散热的热电制冷装置，其特征在于，所述TEC制冷片的热端固定在所述真空腔体底座上，所述冷指固定在TEC制冷片的冷端，所述CCD芯片固定在所述冷指上，所述温度传感器固定在所述冷指上，所述真空吸附剂固定在所述真空腔体底座上。3.根据权利要求2所述的用于水冷和风冷散热的热电制冷装置，其特征在于，所述CCD芯片、TEC制冷片和温度传感器通过所述电气插头与真空腔体外部的CCD控制器和TEC制冷驱动板相连接。4.根据权利要求1所述的用于水冷和风冷散热的热电制冷装置，其特征在于，所述水循环系统包括水道、出水口、入水口，所述入水口和出水口接入水冷循环机，所述翅片散热器采用铝或者铜材料，并设有强力风扇。5.根据权利要求1所述的用于水冷和风冷散热的热电制冷装置，其特征在于，所述真空腔体上盖与真空腔体底座通过法兰连接，法兰的接触面之间设有氟橡胶密封圈，所述封窗玻璃与真空腔体上盖之间通过环氧树脂密封胶密封，或者将封窗玻璃直接焊接在真空腔体上盖上。6.根据权利要求1所述的用于水冷和风冷散热的热电制冷装置，其特征在于，所述真空抽气口焊接在真空腔体上盖的侧壁，所述真空抽气口的外端通过法兰与真空栗及真空计连接。7.根据权利要求1至6任一项所述的用于水冷和风冷散热的热电制冷装置，其特征在于，所述真空腔体上盖和真空抽气口采用304不锈钢材质，所述真空腔体底座采用纯铜材料。
【专利摘要】本发明公开了一种用于水冷和风冷散热的热电制冷装置，包括由真空腔体底座和真空腔体上盖围成的真空腔体，真空腔体上盖的顶壁设有封窗玻璃，真空腔体上盖的侧壁设有真空抽气口，真空腔体内设有TEC制冷片、CCD芯片、冷指、温度传感器、电气插头、真空吸附剂；真空腔体底座内设有水循环系统，真空腔体底座下部设有翅片散热器。设计结构简单，且能同时适用风冷散热方式和水冷散热方式的真空杜瓦，使得热电制冷杜瓦可以适应各种场合，灵活使用散热方式。
【IPC分类】F25B21/02
【公开号】CN105352217
【申请号】CN201510916694
【发明人】王坚, 陈杰, 张鸿飞, 王建民
【申请人】中国科学技术大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月10日