低温光学用杜瓦柔性外壳结构热力特性研究

摘要：

为了满足低温光学系统低背景、低功耗和红外探测器制冷组件高环境适应性的要求,提出了探测器制冷组件杜瓦主体(窗口、窗口帽和引线盘)200 K低温保持,与制冷机膨胀机或脉管散热面柔性绝热连接的设计思想.针对低温光学用杜瓦柔性外壳工程应用中的特点,文中以某低温光学用长波12.5μm2 000元红外探测器杜瓦组件以例,提出了波纹管作为绝热连接的柔性外壳,重点阐述杜瓦柔性波纹管隔热、力学和相关漏热的设计,并开展不同热负载条件下波纹管热特性验证,可实现最小温度梯度为37.22 K,绝热热阻为1142K/W,误差在37％.为综合评价低温光学用柔性外壳结构杜瓦组件的性能,对某低温光学用长波12.5 μm 2 000元探测器柔性外壳杜瓦组件开展热真空和鉴定级的力学试验考核验证,试验结果表明实现了 200K低温窗口,探测器60K工作,杜瓦漏热为544 mW,低温工况工作时相对于常温工况制冷机的功耗下降了 53％,并通过了 4g的随机力学考核,验证了低温光学用杜瓦柔性波纹管外壳模型合理可行,对于后续低温光学用杜瓦柔性外壳结构工程应用提供了重要参考.

关键词：波纹管、杜瓦、低温光学、低温隔热、热特性

所属期刊栏目：51

分类号：TK123(热力工程、热机)

资助基金：地球大数据科学工程;国家重点研发计划

在线出版日期：2023-01-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：52-61