杜瓦；
[0043] 1701-待测试杜瓦冷链；
[0044] 1702-待测试杜瓦一体支撑；
[0045] 1703-待测试杜瓦冷平台；
[0046] 1704-待测试杜瓦排气管；
[0047] 图2为环氧拉杆2及液氮托盘9推拉位置变化示意图，图2 (A)为环氧拉杆2移 动的起始位置；图2(B)为环氧拉杆2移动到所需要的温控位置；。
【具体实施方式】
[0048] 下面结合附图对本专利的【具体实施方式】作进一步的详细说明：
[0049] 实施例是某超长线列红外探测器焦平面集成式杜瓦组件探测器性能测试，如附图 1所示，它的主要实施方法如下：
[0050] 1、本专利中用于一种集成式杜瓦组件内变温测试的制冷结构的各零部件的制备 方法和装配顺序如下：
[0051] a)芯柱7为不锈钢304L材料，壁厚为0. 15mm，且外表面抛光处理，该零件起着 液氮存储制冷及较低低固体传导漏热和作用。冷头10材料为高导无氧铜，且外表面进行 抛光处理。芯柱7的下端与冷头10之间采用真空钎焊方式连接，焊接后检漏漏率达到 7. OX l〇-ntorr · Ι/s量级满足使用要求；
[0052] b)液氮存储腔5的材料为不锈钢304L，该零件表面进行抛光处理以减少辐射漏 热。将步骤a)中已完成真空焊接的芯柱7的顶端与液氮存储腔5的下端采用激光焊接方 式连接，焊接后漏率需达到7. OX KTnt〇rr · Ι/s量级满足使用要求；
[0053] c)外壳4的材料为不锈钢304L，该零件内表面进行抛光处理以减少辐射漏热。外 壳4与液氮存储腔5之间采用激光密封焊接，焊接后漏率需达到7. 0 X KTnt〇rr · Ι/s量级；
[0054] d)使用低温胶将测温铂电阻11与加热电阻15分别粘贴到冷头10的下表面及侧 面上，测温铂电阻11选用测温Pt电阻；加热电阻采用430 Ω的电阻。并用0.1 mm的锰铜引 线12将测温传感器11与加热电阻15的进行连接，0.1 mm的锰铜引线12的一端分别与测温 传感器11与加热电阻15连接，另一端暂不与引线环13焊线。
[0055] e)环氧拉杆2的材料为环氧棒料，且环氧拉杆2的上端201区域刻有一定长度的 分度值，该分度值代表了拉杆拉动长度与温差的关系。液氮托盘9材料为不锈钢304L.将 环氧拉杆2的下部分加工凸台，将环氧拉杆2的下部凸台嵌入液氮托盘9的中心孔内，并用 定杆帽8将液氮托盘中间的外螺纹固定。
[0056] f)将步骤e)装配好的环氧拉杆2与液氮托盘9组件缓慢推入芯柱7中，；
[0057] g)将液氮密封盖板3的材料为不锈钢材料，该零件左面挖有一个直径4mm的液氮 注入孔，中间有一直径略大于环氧拉杆2的通孔以便环氧拉杆2插入。右侧挖有液氮挥发 后的排气孔，主要起着减少液氮蒸发量的作用。液氮密封盖3下表面的卡槽内装入直径3_ 液氮密封盖板橡胶圈301以实现密封；
[0058] h)引线环13为柯伐与玻璃珠烧结而成，杜瓦一体支撑密封底板14材料为不锈钢 304L，其面向真空面抛光。引线环13与杜瓦一体支撑密封底板14之间采用激光焊接方式 连接，焊接后漏率需达到7. 0 X 10_ntorr · Ι/s量级；
[0059] i)环氧拉杆柄1材料为环氧棒料，环氧拉杆柄1与环氧拉杆2通过低温胶接方式 连接。
[0060] 2、本专利中用于一种集成式杜瓦组件内变温测试的制冷结构与待测试杜瓦17的 装配过程如下：
[0061] a)将杜瓦一体支撑小端密封盖板6的下表面的橡皮圈密封槽内嵌入直径3mm杜瓦 一体支撑小端密封盖板橡胶圈601 ;
[0062] b)将待测试杜瓦冷链1701下端面放置一片与冷头10下端面大小的0.1 mm厚度的 铟片；
[0063] c)将已经完成装配的变温测试制冷结构的冷头10由待测试杜瓦17的杜瓦一体支 撑1702小端插入，并将待测试杜瓦冷链1701下端面与冷头10压紧固定，在此过程中需保 证铟片平整且两个面紧密接触以达到良好的导热性能；
[0064] d)将杜瓦一体支撑小端密封盖板6与待测试杜瓦一体支撑1701的上端面进行密 封；
[0065] e)将杜瓦一体支撑大端密封盖板16与待测试杜瓦一体支撑1701的下端面用杜瓦 一体支撑大端密封盖板橡胶圈实现密封；
[0066] f)将加热片15与测温传感器11通过0.1 mm的引线12分别引出到引线环13上， 用于冷头10处温度测量及采用加热方式进行热量补偿；
[0067] g)将杜瓦一体支撑密封底板14与杜瓦一体支撑1702的底部进行密封装配，此时 已完成待测杜瓦17与变温测试制冷结构的密封装配。
[0068] 3、对某待测杜瓦17进行变温制冷测试的过程如下：
[0069] 1)变温测试实施过程计算：
[0070] 环氧拉杆2上端201区域刻上一定的分度值，该分度值AL = λ ' 代表了的 分度，该制冷结构中，芯柱7材料为不锈钢304L，其在77K-130K的平均热导率为5. 9W. m/K， A为芯柱7薄壁的横截面积为1. 02 X l(T3m2, Q为待测杜瓦17的总漏热为2. 1W.环氧拉杆2的 长度AL与Λ T为线性关系，即由公式可得 即环氧拉杆2的刻度部分总长为129_，通过拉动不同刻度值来调节不同液氮冷却量，初步 实现控制所需的制冷温度；当环氧拉杆2推拉时由于最小刻度为毫米且读数的小数点后两 位时不能四舍五入时，其测试温度精度不满足要求，此时可以通过冷头10上所贴的加热电 阻15进行热量补偿，由于加热电阻阻值为430 Ω，则通过计算可知所需加热电流。变温测试 过程中测试温度与环氧拉杆2长度变化量及加热电阻热量补偿量如表1所示：
[0071] 2)针对某超长线列集成式杜瓦90K测温实施过程如下：
[0072] a)将待测试杜瓦17及变温制冷结构所组成的密封腔体抽真空，待该腔体内部真 空达到I X KT4Pa后，将刻有刻度的环氧拉杆2推到芯柱7底部，此时开始缓缓灌入液氮， 并实时记录杜瓦冷平台上的测温二极管（待测杜瓦17冷平台1703的基板上已胶接的二极 管）的数值可监控冷平台的整个降温过程，在经过hMin时间的液氮冷却后，待测杜瓦17内 已达到热平衡状态，此时记录杜瓦冷平台上温度！\为85K和刻度为Omm ;
[0073] 表1不同温度下环氧拉杆2实际长度变化量及加热电阻热量补偿量
[0074]
【主权项】
1. 一种用于集成式杜瓦组件变温测试的制冷结构，它包括环氧拉杆柄（I)、环氧拉杆 (2)、液氮腔密封盖板（3)、外壳（4)、液氮存储腔（5)、杜瓦一体支撑小端密封盖板（6)、芯 柱（7)、定杆帽（8)、液氮托盘（9)、冷头（10)、测温铂电阻（11)、引线（12)、引线环（13)、杜 瓦一体支撑密封底板（14)、加热电阻（15)、杜瓦一体支撑大端密封盖板（16)、待测试杜瓦 (17)，其特征在于： 所述的环氧拉杆柄（1)与环氧拉杆（2)的上端通过低温胶胶接，液氮腔密封盖（3)与 外壳（4)中间由液氮密封盖板橡胶圈（301)实现密封，外壳（4)分别与液氮存储腔（5)上 端、杜瓦一体支撑小端密封盖板（6)通过激光焊接进行密封，液氮存储腔（5)与芯柱（7)通 过激光焊接方式密封，定杆帽（8)的螺纹将环氧拉杆（2)下端与液氮托盘（9)固定，芯柱 (7)与冷头（10)之间采用真空钎焊方式连接，在冷头（10)表面使用低温环氧胶分别胶接测 温铂电阻（11)、加热电阻（15)，测温铂电阻（11)和加热电阻（15)均通过引线（12)连接， 引线环（13)与杜瓦一体支撑密封底板（14)通过激光焊接连接，杜瓦一体支撑大端密封盖 板（16)与待测杜瓦（17)的一体支撑（1702)下部小端面之间由杜瓦一体支撑大端密封盖 板橡胶圈（1601)实现密封，待测试杜瓦（17)内冷链（1701)下端面与冷头（10)固定使其 紧密接触。
【专利摘要】本专利公开了一种用于集成式杜瓦组件变温测试的制冷结构，该结构包括包括环氧拉杆柄、环氧拉杆、液氮腔密封盖板、外壳、液氮存储腔、杜瓦一体支撑小端密封盖板、芯柱、定杆帽、液氮托盘、冷头、测温铂电阻、引线、引线环、杜瓦一体支撑密封底板、加热电阻、杜瓦一体支撑大端密封盖板。本专利的制冷结构和实现方法简单，通用性强，成本低廉；本专利设计了一种通过调节液氮量以实现测试温度达到85-130K的制冷结构，通过热量补偿实现对测试温度精确控制。
【IPC分类】B01L7-00, G01D11-00, G05D23-24
【公开号】CN204503134
【申请号】CN201520041391
【发明人】李俊, 孙闻, 王小坤, 陈俊林, 曾智江, 郝振贻, 李雪
【申请人】中国科学院上海技术物理研究所
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年1月21日