[实用新型]微型金属杜瓦内管薄壁部分的环状支撑结构

说明书

技术领域

本实用新型属于红外探测器技术领域，具体涉及一种增强微型金属杜瓦抗振动、抗冲击能力的环状支撑结构。 

背景技术

微型金属杜瓦是红外探测器组件的重要组成部件之一，主要用于封装红外焦平面探测器芯片，为红外探测器芯片提供稳定可靠的真空低温工作环境、机械接口、光学接口以及与制冷机匹配的接口等，附图1为红外焦平面探测器芯片封装示意图。 

杜瓦内管是微型金属杜瓦的核心部件之一，红外探测器芯片通常安装在杜瓦内管底面，内管与制冷器配接，制冷器提供的制冷量直接冷却杜瓦内管底面。而在集成式杜瓦结构中，杜瓦内管同时也是制冷机的冷指。

制冷机或制冷器所能提供的冷量是有限的，采用CMOS读出电路后探测器芯片的功耗一般不超过50mW。杜瓦内管薄壁部分漏热是造成杜瓦热负载的主要因素，一般杜瓦内管传导漏热占杜瓦总漏热的40%～50%。为控制热负载，微型金属杜瓦内管薄壁部分的壁厚一般不超过0.15mm，长度约70mm。现有的杜瓦内管薄壁部分的结构强度较低，会使微型金属杜瓦底面的振动位移较大，导致所封装的红外探测器芯片振动位移过大，成像模糊，光学系统的调制传递函数（MTF）指标无法保证。在航天、制导等复杂动力学环境中红外探测器组件不可避免受到高强度振动、冲击作用，但其成像要求振动位移量小于红外探测器芯片像元尺寸的1/3，在部分高精度成像系统中对振动位移量的控制甚至要求小于红外探测器芯片像元尺寸的1/10。

为了满足红外探测器组件在航天、制导等恶劣环境下安全可靠的性能要求，在控制热负载无明显增加的前提下，采取有效技术措施提高杜瓦内管薄壁部分的抗振动、抗冲击能力，控制所封装的红外探测器芯片的振动位移是绝大多数微型金属杜瓦研制的重要内容之一。但目前，还没有提高杜瓦内管薄壁部分支撑强度的技术。

发明内容

针对红外焦平面探测器组件在航天、制导等高强度振动、冲击作用条件下的应用需求，本实用新型提供一种微型金属杜瓦内管薄壁部分的环状支撑结构，以提高杜瓦内管薄壁部分的结构强度，提高其抗振动、抗冲击能力。 

本实用新型所述的微型金属杜瓦内管薄壁部分的环状支撑结构，其特征为：由上支撑环、下支撑环及连接上、下支撑环的加强筋构成。上支撑环与下支撑环平行且同轴。连接上、下支撑环的加强筋数量为3根及以上且在360^o范围内均匀分布；加强筋的横截面积等于或小于0.16mm²；为使上支撑环位于从内管根部起不超过杜瓦内管薄壁部分长度2/3的位置，加强筋与上、下支撑环的夹角介于20^o到70^o之间；加强筋与上、下支撑环刚性连接。上支撑环的内径可以与杜瓦内管薄壁部分的外径间隙配合，下支撑环的外径可以与杜瓦外壳的内径间隙配合，安装在微型金属杜瓦内后，上支撑环与杜瓦内管的薄壁部分进行刚性连接，下支撑环与杜瓦外壳进行刚性连接。上支撑环、下支撑环及加强筋均采用热阻率较大的钛合金材料。 

 本实用新型通过应用证明：在高强度振动、冲击作用下，安装在杜瓦内管底面的红外焦平面探测器芯片的振动位移可以控制在1.5μm以内，小于探测器芯片像元尺寸的1/10，微型金属杜瓦的抗振动、抗冲击能力得到有效增强，满足复杂动力学环境下高精度成像对探测器组件的苛刻要求。

附图说明

图1为红外焦平面探测器芯片封装示意图； 

图2为本实用新型环状支撑结构在微型金属杜瓦内的安装示意图； 

图3为本实用新型环状支撑结构的立体图。 

图中，1为上支撑环，2为下支撑环，3为加强筋，4为杜瓦内管，5为杜瓦外壳，6为芯片装载基板，7为红外焦平面探测器芯片，8为内管根部。 

具体实施方式：

以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明。