[实用新型]一种小型红外系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种小型红外系统，尤其涉及红外光学系统和热像仪的温控设计。

背景技术

随着红外技术的发展，红外设备也逐步向小型化、宽温度范围等方向发展，对红外光学系统的质量要求也越来越高。常用的大型红外光学系统通常采用制冷式红外热像仪，可以确保红外系统在较大温度范围内的可靠安全的工作。但是对于小型的红外系统而言，受到外形尺寸和重量的限制，一般采用非制冷式红外热像仪。对于非制冷式热像仪，要确保大温度范围内的可靠工作，必须设计相应的温度补偿环节或进行消热设计。

目前对于红外光学系统的消热技术主要有三大类：第一类是机械被动式。它利用对温度敏感的机械材料或者记忆合金，使一个或一组透镜产生轴向位移，从而补偿由于温度变化引起的像面位移。这种方式由于增加了较多的机械补偿部件，故使得系统的体积变大，重量增加。

第二类是电子主动式，它利用温度传感器探测出温度的变化量，然后计算出温度变化引起的像面位移，借助电机驱动透镜产生轴向位移，以达到补偿效果。这种方式需要电源、电子线路、驱动电机等电子设备，导致系统的可靠性下降，尤其是在航空、航天等力学、温度环境比较恶劣的领域，应用性不高。

第三类是光学被动式，它利用光学材料热特性之间的差异，通过不同特性材料之间的合理组合以消除温度的影响，从而获得稳定像面的效果。但单纯利用红外材料的不同来进行消热进而达到像面稳定的目的，具有一定的局限性，也限制了更大范围的不同红外光学镜头的光学设计。

上述三类消热技术只是针对红外光学系统本身而言，并没有考虑红外热像仪对温度的敏感性和适应性。红外系统中电路处理系统采用的元器件较多，功耗较大，内部产生热量累积后将会对红外热像仪成像产生较大的影响，因此内部热量的吸收提取对红外系统成像是必要的。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种小型红外系统，以消除现有技术中红外系统内部产生热量累积以及环境变化对红外热像仪成像质量产生的不利影响。

本实用新型的技术方案为：

一种小型红外系统，包括红外镜头、红外热像仪、电路处理系统和灌封有石蜡的铝合金制环状散热腔体；所述铝合金制环状散热腔体与红外镜头、红外热像仪和电路处理系统均紧密接触且刚性连接。

上述石蜡仅灌封于所述铝合金制环状散热腔体的外腔内；当然，灌封石蜡时应当保证散热腔体中留有足够的热胀冷缩的空间。内腔自然形成空气填充或真空环境。

上述红外镜头的前部通过轴向的螺钉与所述铝合金制环状散热腔体的内腔的前端固定；在所述内腔中，红外镜头的后方光路上设置对应的所述红外热像仪；所述电路处理系统通过导热板与所述铝合金制环状散热腔体的后端固定连接。

上述铝合金制环状散热腔体刚性连接的红外热像仪和电路处理系统均是采用螺钉轴向固定。这样既便于安装固定，同时结构稳定性也较好。

上述外腔是直接精密铸造成形的铝合金空腔。这样，材料的致密性和灌注石腊后的密封性较好，可避免安装后石腊液体的外泄造成热像仪的污染或其他危险事故。

上述铝合金制环状散热腔体前部端面的外腔对应位置设置有石蜡灌封预留口，该预留口由专用螺纹堵帽涂胶封堵。

上述石蜡选择比热容(2.14～2.9)J/g·K、溶化潜热(200～220)J/g、石蜡密度(0.88～0.915)g/cm3)的全精炼石蜡。

本实用新型具有以下优点：

1、本装置将红外镜头和红外热像仪组合连接在一起，设计出了两级空腔结构，通过相变材料对热量的吸收和释放来确保系统内部的温度稳定。

2、相变腔体可以充分利用有效空间形成较大的内部空腔结构用以存储石腊。由于该腔体为精密铸造成形，材料的致密性和灌注石腊后的密封性较好，可避免安装后石腊液体的外泄造成热像仪的污染或其他危险事故。

3、考虑到设备的小型化需求，热胀特性及控温范围的严格要求，本实用新型选择的石蜡品种具备高效储热性能。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为相变腔体结构立体示意图(前视方向)；

图3为相变腔体结构剖视示意图。

附图标号说明：

1-铝合金制环状散热腔体，101-外腔，102-内腔，103-石蜡相变材料，2-红外镜头，3-红外热像仪，4-电路处理系统，5-石蜡灌封预留口。

具体实施方式