专利名称：一种可变背景的致冷红外探测器液氮金属杜瓦瓶的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用其他冷却材料的冷却设备，是一种可变背景的致冷红外探测器液氮金属杜瓦瓶。
液氮金属杜瓦瓶是致冷型红外探测器不可缺少的封装部件。在红外探测器研制过程中，也需将其置于液氮金属杜瓦瓶中研究器件的特性，测试器件的性能。液氮金属杜瓦瓶为红外探测器提供了真空环境、一个致冷的工作平台、一个限制视场的冷屏以及红外辐射透过窗口，并将探测器的电极引出。通常的液氮金属杜瓦瓶(如中国专利CN2106334U“致冷160元红外器件的液氮金属杜瓦瓶”)，只能按装一个固定视场的冷屏。如果要改变探测器的的背景视场，探测器需仃止工作，打开杜瓦瓶，换上另外一个冷屏，密封后再进行抽真空，灌液氮致冷，在实际使用中非常不便。
本实用新型的目的在于提供一种在红外探测器工作时，可连续改变探测器视场角的液氮金属杜瓦瓶。
对于高性能的红外探测器，其性能主要技术指标探测率D*与视场角θ在理论上有如下关系D*(θ)＝D*(π)/sin2(θ/2)θ为冷屏张角即视场角，D*(π)是π视场角时的探测率。上式表达了探测器性能随视场角减小而升高。
本实用新型可用于测试红外探测器性能和背景的关系。在某些应用场合，如告警时，需要较大的视场，而在精确跟踪时需要小视场，本实用新型为这类应用提供了很方便的改变视场提高系统性能的装置。
本实用新型的目的通过如下技术方案实现。在金属杜瓦瓶的冷却工作平台上方，安装带有外圆齿轮的可变光圈，外圆齿轮啮合另一小齿轮，小齿轮通过一金属连杆通往杜瓦真空室外。转动金属连杆，带动齿轮转动，从而改变光圈孔径，而不必打开杜瓦瓶，探测器工作不受影响。可变光圈由铜质材料制成，在低温下活动自如，金属连杆与杜瓦瓶用密封橡皮圈密封，转动时不影响真空。可变光圈通过支架固定于致冷平台的柱上，致冷柱的平台上供放置红外探测器，致冷柱的内腔为输液室，电极引线通过绝缘密封引出杜瓦瓶外。在可变光圈前方位置处，杜瓦瓶金属壳体上置有透红外辐射的窗口。
以下结合附图对本实用新型作详细说明。
图1为本实用新型的结构剖示图。
图2为本实用新型的从可变光圈上端看去的剖示图，图2为图1的AA向剖示图。
图3为某红外探测器使用本实用新型杜瓦瓶所测得的探测率随背景量的变化曲线图。
参见附图1和附图2，可变背景致冷红外探测器液氮金属杜瓦瓶主要由带外圆齿轮1的可变光圈2、带小齿轮3的金属连杆4、致冷平台5、输液室6、窗口7、电极引线8及金属壳体9组成。
所说的可变光圈2由六片铜质圆弧片构成，外接外圆齿轮1，并用铝质圆桶支架固定于致冷平台5的柱上，内表面发黑处理，外表面涂以反射层。温度可降至80K，自身的辐射量可忽略不计。
所说的金属连杆4由导热率低的不锈钢制成，一端通过真空密封圈通向杜瓦瓶外，另一端上装有一小齿轮3与光圈外圆齿轮1啮合。在杜瓦瓶外，转动连杆，带动光圈片转动而改变孔径大小，其视场角的变化范围为5°～100°。
所说的致冷平台5及其柱为紫铜材料制成，其端面平台供放置红外探测器，柱的内腔为输液室6，供液氮输入。电极引线8为铜质漆包线，通过低温密封胶引出杜瓦瓶外，引线数可多至200根。
所说的窗口7置于红外探测器和可变光圈2的正前方的金属壳体9上，是用透红外辐射的材料制成，如ZnS、Ge、ZnSe等。
所说的金属壳体9为铝合金制成，结合部件均采用低温密封胶粘合。
本实用新型有如下优点1.可变光圈采用六片圆弧结构，视场角变化范围大，可达5°～100 °。
2.可变光圈及支架均为铜和铝等导热材料制成，降温速率快，可达到较低的温度，液氮制冷时可达80K，降低了探测器的背景。
3.在探测器工作时，转动金属连杆可很方便地连续改变光圈孔径大小，而不需打开杜瓦瓶。由于视场角改变，而引起探测器背景量改变。本实用新型可用于测试红外探测器性能和背景的关系，可提高探测器及系统的性能。附图3是用该杜瓦瓶所测得的某一红外探测器探测率D*随背景量的关系，可见探测率随背景而增加了两倍多。
权利要求一种可变背景的致冷红外探测器液氮金属杜瓦瓶，包括可变光圈(2)、带齿轮(3)的金属连杆(4)、致冷平台(5)、输液室(6)、窗口(7)、电极引线(8)及金属壳体(9)，其特征在于a.所说的可变光圈(2)由六片铜质圆弧片构成，外接外圆齿轮(1)，并用铝质圆桶支架固定于致冷平台5的柱上，内表面发黑处理，外表面涂以反射层；b.所说的金属连杆(4)由导热率低的不锈钢制成，一端通过真空密封圈通向杜瓦瓶外，另一端上装有一小齿轮(3)与光圈外圆齿轮(1)啮合；在杜瓦瓶外，转动连杆，带动光圈片转动而改变孔径大小，视场角的变化范围为5°～100°。c.所说的致冷平台5及其柱为紫铜材料制成，其端面平台供放置红外探测器，柱的内腔为输液室(6)，电极引线(8)为铜质漆包线，通过低温密封胶引出杜瓦瓶外，引线数多至200根；d.所说的窗口(7)置于红外探测器和可变光圈(2)的正前方的金属壳体(9)上，是用透红外辐射的材料制成，如ZnS、Ge、ZnSe；e.所说的金属壳体(9)为铝合金制成，结合部件均采用低温密封胶粘合。
专利摘要本实用新型提供一种可变背景的致冷红外探测器液氮金属杜瓦瓶。在红外探测器工作时，可通过转动杜瓦瓶外的金属连杆，带动齿轮转动，从而改变光圈孔径，改变探测器视场角，而不必打开杜瓦瓶，探测器工作不受影响，本实用新型可用于测试红外探测器性能和背景的关系。可提高探测器及系统的性能。
文档编号G01J1/00GK2240143SQ9524651
公开日1996年11月13日 申请日期1995年11月24日 优先权日1995年11月24日
发明者李言谨, 龚海梅, 张卫军, 方家熊, 康荔学 申请人:中国科学院上海技术物理研究所