专利名称：焦平面探测器成像测试用液氮金属杜瓦的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焦平面探测器成像测试用液氮金属杜瓦。
背景技术：
在制冷型红外焦平面探测器的研制、生产过程中，器件的特性研究、性能测试、产品筛选、成像等都离不开低温环境，而杜瓦则是一种不仅可以提供低温环境，还是一种能提供适合探测器响应波段的红外窗口、限制背景视场的冷屏和电信号传输引线的必不可少的装置。目前，常用的杜瓦绝大多数是液氮金属杜瓦，玻璃杜瓦已基本被淘汰，而常用的液氮金属杜瓦基本上是一体结构，即除窗口可以打开取放探测器以外，其余部分都被焊接或粘接为一体而不可拆卸。在长时间使用过程中，由于真空环境的污染而使杜瓦性能降低，影响到使用效果甚至于报废，造成浪费；其二，一体化结构的金属杜瓦在冷屏设置和传输引线的排布上都有相当的工艺难度和严格的技术要求，且引线折断后无法修复；其三，一体化结构的金属杜瓦，由于受引线和结构的限制，冷装载面上要么不设置冷屏，要么专门设计一个固定在冷装载面上的液氮冷屏，结构复杂，工艺困难；其四，由于探测器成像测试时通常需要与测试系统组合使用，而常用的金属杜瓦绝大多数是圆形或类似圆形外壳结构，因而独立使用时，圆形或类似圆形外壳造成装夹和定位极为不便，且不易平稳放置在桌面上。
发明内容
本发明的目的在于提出一种焦平面探测器成像测试用液氮金属杜瓦，它可获得不同响应波段、适应不同器件作性能测试和成像测试。本发明的目的通过以下技术方案实现主体和窗体分别和连接板通过方便拆装的方式相连，形成一个具有不同响应波段的测试杜瓦，主体外部焊接真空阀，内部焊接有储液内胆，储液内胆的端面为呈阶梯结构的冷装载面，探测器芯片安放在冷装载面上，冷屏通过螺钉直接固定在冷装载面上，位于冷装载面上方的窗体上连有窗口玻璃。
所述的主体、连接板和窗体三部分之间采用螺栓连接成三段组合式方形结构，各连接部分之间有橡胶密封圈。
所述的连接板是杜瓦组装和对外安装使用的基准，也是杜瓦的电极引线的接插件和真空阀的固定基座。
所述的储液内胆位于主体内部通过支撑块焊接相连并保持相对位置关系，形成保持真空和制冷的敞开式主体，储液内胆底部通过内管与主体的底面连通，内管的外侧壁与主体内部之间布置有若干条辐射屏。
所述的储液内胆的阶梯状冷装载面便于引线排布和冷屏安装，既是器件和冷屏的液氮背景安装面，又减少了杜瓦自身的热耗。
所述的杜瓦窗体上的窗口玻璃采用响应不同波段的红外辐射材料加工而成。
所述的杜瓦的电极引线采用专用FPC柔性薄膜电缆，其中间安装在冷装载面上，两端穿过主体用标准电连接器固定在连接板两侧的接插件上。
本发明由于采用了成熟工艺和标准件，降低了研制难度；采用柔性薄膜电缆作为电极引出线，性能可靠，使用方便；可以根据实际需要选择是否使用冷屏，冷屏拆装方便可靠且具有液氮温度背景；阶梯状冷装载面既提供了器件和冷屏的液氮温度背景安装面，又减少了杜瓦自身的热耗；安装在主体上的一体化集成真空阀，不需借助外部工具即可进行排气和长时间的真空保持；杜瓦整体为方形外观，摆放平稳，装夹定位准确可靠，使用及拆装方便；杜瓦各部分组合自由，便于事后维护、适于长期使用；结构简单、制备工艺方便、互换性及通用性强，从而决定了其研制周期短、成本低、性能可靠。
图1是本发明的外观结构示意图。
图2是本发明的A-A向剖面图。
图3是本发明的B-B向剖面图。
具体实施例方式
下面结合附图及其实施例作进一步说明，但本发明的保护范围不限于附图及其实施例。
如图所示，本发明提出的金属杜瓦主要由主体1、连接板2、窗体3和柔性薄膜电缆16构成，主体1、连接板2和窗体3三部分之间采用螺栓及橡胶密封圈10连接成三段组合式结构，形成一个具有不同响应波段的测试杜瓦。各部分之间拆装方便、灵活，拆开后各自独立。
主体1外部焊接真空阀5，内部焊接有储液内胆13。采用现有技术工艺将主体的储液内胆13和主体1焊接成一体，形成保持真空和制冷的敞开式主体，便于清洗和维护。
连接板2是主体1和窗体3组合的基准部件，也是杜瓦引线16对外接口的固定基座，同时又是杜瓦对外安装的一个轴向基准。
杜瓦的窗体3上粘接有窗口玻璃4，供测试不同响应波段的探测器，窗体3采用铝合金制成，内表面抛光，窗口玻璃4采用响应不同波段的红外辐射材料，如锗等加工而成。杜瓦窗体3提供的窗口玻璃4，既是形成主体1和内胆13之间的真空腔并保持真空的一个组成部分，同时还是杜瓦对外安装的另一个基准。
储液内胆13的端面呈阶梯结构，是杜瓦的冷装载面11，便于引线16排布和冷屏9安装，探测器芯片安放在冷装载面11上，冷屏9通过螺钉直接固定在冷装载面11上。
储液内胆13的外侧壁与主体1内部通过支撑块12相连并保持相对位置关系，其底部通过内管14与主体1的底面连通，内管14的外侧壁与主体1内部之间布置有若干条辐射屏15。杜瓦的主体1、储液内胆13及内管14、辐射屏15均采用不锈钢材料制成，表面经过机械精密光亮抛光处理，支撑块12用胶木制成，冷屏9用铝合金制成，外表面同样经过机械精密光亮抛光处理，内表面黑色氧化处理以吸收杂散光减少反射。
杜瓦的电极引出线16采用专用FPC柔性薄膜电缆，其中间安装在冷装载面11上，两端穿过主体1用标准电连接器6固定在连接板两侧的接插件上。用FPC工艺制成的电缆排有100根引出线形成探测器的不同引脚，电连接于杜瓦外接电路。电缆制作工艺成熟，组装容易。
主体1上的一体化集成真空阀是一个独立的结构体，由阀体5、压圈7和旋钮8等构成，其上有标准接口，它不用借助外部工具便可直接开启或关闭以进行排气和长时间的真空保持。
权利要求
1.一种焦平面探测器成像测试用液氮金属杜瓦，主要包括杜瓦主体(1)、盛装液氮的内胆(13)、装有窗口玻璃的杜瓦窗体(3)、杜瓦的电极引线(16)和真空阀(5)，其特征在于主体(1)和窗体(3)分别和连接板(2)通过方便拆装的方式相连，形成一个具有不同响应波段的测试杜瓦，主体(1)外部焊接真空阀(5)，内部焊接有储液内胆(13)，储液内胆(13)的端面为呈阶梯结构的冷装载面(11)，探测器芯片安放在冷装载面(11)上，冷屏(9)通过螺钉直接固定在冷装载面(11)上，位于冷装载面(11)上方的窗体(3)上连有窗口玻璃(4)。
2.根据权利要求1所述的焦平面探测器成像测试用液氮金属杜瓦，其特征在于主体(1)、连接板(2)和窗体(3)三部分之间采用螺栓连接成三段组合式方形结构，各连接部分之间有橡胶密封圈(10)。
3.根据权利要求1所述的焦平面探测器成像测试用液氮金属杜瓦，其特征在于连接板(2)是杜瓦组装和对外安装使用的基准，也是杜瓦的电极引线(16)的接插件(6)和真空阀(5)的固定基座。
4.根据权利要求1所述的焦平面探测器成像测试用液氮金属杜瓦，其特征在于储液内胆(13)位于主体(1)内部通过支撑块(12)焊接相连并保持相对位置关系，形成保持真空和制冷的敞开式主体，储液内胆(13)底部通过内管(14)与主体(1)的底面连通，内管(14)的外侧壁与主体(1)内部之间布置有若干条辐射屏(15)。
5.根据权利要求1所述的焦平面探测器成像测试用液氮金属杜瓦，其特征在于储液内胆(13)的阶梯状冷装载面(11)便于引线(16)排布和冷屏(9)安装，既是器件和冷屏(9)的液氮背景安装面，又减少了杜瓦自身的热耗。
6.根据权利要求1所述的焦平面探测器成像测试用液氮金属杜瓦，其特征在于杜瓦窗体(3)上的窗口玻璃(4)采用响应不同波段的红外辐射材料加工而成。
7.根据权利要求1所述的焦平面探测器成像测试用液氮金属杜瓦，其特征在于杜瓦的电极引线(16)采用专用FPC柔性薄膜电缆，其中间安装在冷装载面(11)上，两端穿过主体用标准电连接器(6)固定在连接板(2)两侧的接插件上。
全文摘要
一种焦平面探测器成像测试用液氮金属杜瓦，它可获得不同响应波段、适应不同器件作性能测试和成像测试，主体和窗体分别和连接板通过方便拆装的方式相连，形成一个具有不同响应波段的测试杜瓦，主体外部焊接真空阀，内部焊接有储液内胆，储液内胆的端面为呈阶梯结构的冷装载面，探测器芯片安放在冷装载面上，冷屏通过螺钉直接固定在冷装载面上，位于冷装载面上方的窗体上连有窗口玻璃；由于采用了成熟工艺和标准件，降低了研制难度；采用柔性薄膜电缆作为电极引出线，性能可靠，使用方便；可以根据实际需要选择是否使用冷屏，冷屏拆装方便可靠且具有液氮温度背景；阶梯状冷装载面既提供了器件和冷屏的液氮温度背景安装面，又减少了杜瓦自身的热耗。
文档编号F17C3/02GK1975295SQ20061016382
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月20日 优先权日2006年12月20日
发明者蔡毅, 徐世春, 庄继胜, 李建林, 朱颖峰, 洪建堂 申请人:昆明物理研究所