专利名称：双腔形探测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及航天遥感仪器，具体涉及一种用于宽波段、大视场辐射探测仪器的双腔体形探测器。
背景技术：
在对地遥感辐射探测仪器中，对于能探测来自地球的反射太阳辐射和地球自身辐射的宽波段(O. 2 50微米)探测器，从理论上来说热敏类探测器能实现宽波段辐射探测。然而由于热敏探测器光敏面表面本身响应不均匀。而且大光学视场要求光敏面有较大的直径，直径约为5毫米以上，热敏探测器无法在如此大面积的光敏面上达到满足仪器要求的探测性能。为此专门设计、研制了双腔体形结构热辐射探测器。探测器采用空腔形腔体作为探测器件，有效地解决了大视场辐射入射时响应均匀性和响应时间常数问题。确保仪器能探测到来自地球的大视场、宽波段范围的辐射。仪器光学探头采用了双腔形探测器，大大提高了仪器的探测精度，减化了探头光学结构，这对减小仪器的体积和重量、提高可靠性具有非常重要的意义。
发明内容本实用新型的目的是提供一种能探测来自地球反射太阳辐射和地球自身辐射的大视场、全波段的双腔形腔体探测器。探测器包括一个形状为锥状带毛细管7的主腔体I，绕上加热锰铜丝6和测温纯钼金丝5，与一个热阻4通过焊接连接，再与紫铜热沉2焊接连接；一个形状为锥状带毛细管7 的辅腔体3，绕上加热锰铜丝6和测温纯钼金丝5与第二个热阻4焊接连接，再与紫铜热沉2焊接；主腔体I上测温纯钼金丝5两端引出两根引线和加热锰铜丝6两端引出两根引线在空心热阻4内走线，穿过紫铜热沉2后，再经过与紫铜热沉2连接的另一个热阻4，在热阻4上凿一个小孔，从孔中向外穿过主腔弓丨出的4根走线以及辅腔上引出的2根测温纯钼金丝5走线和2根加热锰铜丝6走线，所有引出走线排序焊接在线路转接板上，再用粗铜丝从线路板上引出走线通到热阻4外面。再将紫铜热沉2与主连接架组装。主腔体I与辅腔体3绕测温纯钼金丝5、加热锰铜丝6，然后在腔体表面再附着一层金属薄膜。腔体探测器的结构采用两个“圆柱+圆锥”形腔体结构，其中一个主腔体I接受辐射，另一个辅腔体3用作电功率补偿，腔体内壁均匀喷涂无光黑漆。加热锰铜丝6无感且均匀地绕在腔体圆锥外上，替代常用的加热薄膜胶贴方法，使腔体热容量的改变大大减少，腔体光电等效性大为改善。实现了从紫外辐射到超长波红外辐射目标的探测。本实用新形包括两个“圆柱+圆锥”并且带毛细管7的纯银腔体8、绕在纯银腔体8锥端上的加热锰铜丝6、绕在纯银腔体8圆柱上的高精度测温纯钼金丝5、喷涂在带毛细管7的纯银腔体8锥体内壁的牌号SB-3黑漆以及两只支撑空腔形锥体的圆柱形热阻4、一个紫铜热沉2和主连接架构成的腔体形探测器。[0008]本实用新形双腔形探测器可大大提高仪器的探测灵敏度。
图I :腔体形状示意图。图2 :双腔形探测器结构示意图。图示编号I主腔体2紫铜热沉3辅腔体4 热阻5纯钼金丝6锰铜丝7毛细管8纯银腔体
具体实施方式
研制工艺流程制造腔体及热阻4模具；腔体及热阻4电镀；腔体及热阻4脱膜；腔体绕丝；腔体二次镀银；腔体喷黑；腔体、热阻4与热沉焊接；双腔体、热阻4与紫铜热沉2组装。从而完成腔体形探测器研制过程。 腔体探测器制造工艺流程I.制造腔体及热阻4模具根据设计计算确定腔体、热阻4的形状和尺寸。采用材料牌号为LY12的铝，制作模具。2.腔体、热阻4电镀把腔体、热阻4模具通过电镀成形，电镀银层的厚度通过时间长短和电镀时的电流大小来控制。3腔体、热阻4脱膜将镀过银层的模具放入浓度为95%的盐酸中。铝模具被腐蚀掉盐酸。留下的银层就是制作探测器的腔体。4腔体绕丝4. I加热丝加热丝采用直径为O. 05毫米的漆包锰铜丝6。绕丝工艺规程如下A)在室温20°C ±2°C时截取一段电阻为300 Ω的锰铜丝6。漆包锰铜丝6对折为双股。腔体套在模具上以防止腔体绕丝变形。B)将漆包锰铜丝6对折处用502胶固定在银锥体的尖端处，凝固后均匀地绕制在锥体上。C)腔体漆包锰铜丝6绕到引出线头长70毫米时，锰铜丝直接引出。并用502胶固定在银锥体上。4. 2测温丝4. 2. I测温丝采用直径为O. 02毫米的纯钼金丝5，先对纯钼金丝5进行表面镀聚脂漆包绝缘处理。4. 2. 2绕丝工艺规程如下A)用直径为O. 02毫米的漆包纯钼金丝5，在室温20°C时截取一段电阻为700 Ω ±2 Ω漆包纯钼金丝5并进行漆包纯钼金丝5导通检验。[0035]B)为了防止互感漆包纯钼金丝5采取对折双股绕制。在漆包纯钼金丝5对折处用502胶粘结在银腔体的园柱体根部处。漆包纯钼金丝5由园柱体根部处，向锥体方向均匀缠绕，绕到漆包纯钼金丝5与漆包线焊接处，粘上绝缘带，然后O. I毫米漆包线在银腔体园柱上绕上几圈，绕两圈后用502胶固定。漆包纯钼金丝5太细容易折断，在漆包纯钼金丝5两端线头处，用O. I毫米漆包线焊接引出。5腔体第二层镀银为了提高加温丝的加热速度以及加固测温丝和加热丝，腔体第二层银采用真空镀银的方式。工艺规程如下Α)腔体放在支架的圆周上，均匀分布。使膜层在腔体上的厚度较为均匀。B)腔体在真空罐中至少需真空镀银三罩，使银层牢固地将加热丝和测温丝包裹在银层中间。6腔体喷漆6. I腔体喷漆准备腔体上绕上加热丝和测温丝后，在腔体入口处的园环后背均匀烫上薄薄的低温焊锡(低温焊锡温度在92-95度之间)。一方面增加园环的机械强度，另一方面当腔体与热阻焊接缩短时间，避免烙铁高温使黑漆发焦而影响黑漆的性能。6. 2腔体发黑腔体发黑采用的是上海有机化学所研制成功的牌号SB-3黑漆，性能(法向吸收率)a s = O. 93，(有效比辐射率)ε N = O. 94。工艺规程如下A)用专门制作的支架把腔体支起来以免腔体变形，并将不要喷黑的部分用纸圈遮上。B)将黑漆装入专用的微形喷枪。C)喷枪喷口对准腔体大端口，喷出均匀雾状的黑漆，使表面形成薄而均匀的一层黑漆，多余的黑漆将从腔形锥体小端的毛细管7处流出，等黑漆干后将腔体毛细管的端口用钳子夹弯。7探测器组装7. I探测器组装工艺规程如下A)热阻4与紫铜热沉2联接，用低温焊锡固定热阻4与紫铜热沉2位置。将热阻4与紫铜热沉2接触处均匀焊上一圈。B)腔体与热阻4与紫铜热沉2联接，用成形圆环焊铁，一次压焊使腔体与热阻4紧密接。C)主腔体I (即接受辐射的腔体)测温信号线引出和加热线引出，在引出的过程中，引线多点用胶固定在热沉上。引线经过辅腔体3 (即接受恒定的热沉辐射的腔体)的热阻4园柱时，在热阻4上用针扎一个针眼，将4根引线穿过针眼，固定在线路转接板上。D)辅腔体3的热阻4与紫铜热沉2固定后，再将辅腔体3焊接到热阻4上，辅腔体3的腔体除了引出两根测温信号线之外，还要引出两根加热线，4根引线与主腔体I的四根引线穿过同一个针孔，固定在线路转接板上。F)至此整个探测器完成了主腔体I、辅腔体3、热阻4及紫铜热沉2的组装，并完成了外接导线的按序引出。
权利要求1.一种双腔形探测器，其特征在于探测器包括一个形状为锥状带毛细管(7)的主腔体(I)，绕上加热锰铜丝(6)和测温纯钼金丝(5)，与一个热阻(4)通过焊接连接，再与紫铜热沉(2)焊接连接；一个形状为锥状带毛细管(7)的辅腔体(3)，绕上加热锰铜丝(6)和测温纯钼金丝(5)与第二个热阻(4)焊接连接，再与紫铜热沉(2)焊接；主腔体(I)中从两端引出两根测温纯钼金丝(5)和两根加热锰铜丝(6)在空心热阻⑷内走线，穿过紫铜热沉(2)后，再经过与紫铜热沉(2)连接的另一个热阻(4)，在热阻(4)上凿一个小孔，从孔中向外穿过主腔体(I)引出的4根走线和辅腔体(3)上引出的2根测温纯钼金丝(5)以及2根加热锰铜丝6走线，所有引出走线排序焊接在线路转接板上，再用粗铜丝从线路板上引出走线通到热阻(4)外面，再将紫铜热沉(2)与主连接架组装。
2.如权利要求I所述一种双腔形探测器，其特征在于所述的主腔体(I)与辅腔体(3)均分别绕测温纯钼金丝(5)、加热锰铜丝￠)，然后腔体表面再附着一层金属薄膜。
专利摘要本实用新型公开了一种双腔形探测器。它包括两个“圆柱+圆锥”并且带尾巴的纯银空腔形锥体，绕在银空腔形锥体斜锥面上的加热丝、绕在银空腔形锥体圆柱上的高灵敏度铂金测温丝、喷涂在带尾巴的银空腔形锥体内壁的特制黑漆以及两只支撑空腔形锥体的圆柱形热阻、一个紫铜热沉、一个铝热沉和主连接架构成的双腔体形探测器。双腔形探测器可极大提高仪器的探测灵敏度。
文档编号G01J5/10GK202372259SQ201120443998
公开日2012年8月8日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者张韬, 郁蕴健 申请人:中国科学院上海技术物理研究所