[发明专利]一种用于高光谱对地观测紫外成像光谱仪的焦面组件结构

说明书

本发明公开了一种用于高光谱对地观测紫外成像光谱仪的焦面组件结构，包括：热沉铜块二（6）穿过C字型CCD驱动电路板中间卡口，依靠飞边进行限位，275CCD管脚与电路板进行焊接形成连接体，通过隔热柔性垫圈（10）安装在焦面盖板（5）上，热沉铜块一（4）与热沉铜块二（6）之间通过紫铜螺钉连接，热沉铜块一（4）通过钛合金垫圈隔热安装在焦面盖板（5），辅助石墨膜导热带（3）热端黏贴在275CCD外壳，冷端与柔性石墨膜导热索（2）热端贴合，通过柔性导热索压接板（1）压接在热沉铜块一（4）上，通过柔性石墨膜导热索（2）将热量传至星上散热系统实现散热。整套装置可实现CCD对热弹性和力学稳定性的需求，满足275CCD元件的热控指标。

技术领域

本发明属于航天遥感工程中的焦面组件结构设计技术领域，涉及一种用于高光谱对地观测紫外成像光谱仪的焦面组件结构。

背景技术

本发明主要用于定量监测全球/区域痕量污染气体成分(O3、NO2、HCHO和SO2等)的分布和变化，获取大气痕量气体高光谱分辨率、高空间分辨率水平分布，监测我国上空及全球空气质量变化以及污染气体的分布输运过程，分析人类活动排放和自然排放过程对大气组成成分和全球气候变化的影响。

由于CCD属于精密的电子元器件，内部的结构特性决定了其本身无法承受较大的应力和变形，而来自运载火箭发动机不稳定燃烧而产生的推力脉动变化，旋转设备的不平衡转动，液体运载火箭所特有的飞行器结构与液体推进剂，贮箱及供应系统在燃烧室压力和推动脉动变化下，相互作用而产生的纵向自激振动以及焦面组件在装配过程中所产生的不可避免的装配应力、CCD在经历从地面到太空的温差所引起的温度应力都会对CCD本身产生影响，因此通常需要对焦面结构进行力学上的考量，使CCD在满足温度需求的条件下保持力学上的可靠性。

由于紫外波段信号较弱，对于高分辨率成像光谱仪和微弱光谱信号探测的光谱仪器来说，具有较高的信噪比是至关重要的，为增强对300nm-500nm紫外光谱信号的探测能力，很多CCD采用了焦面主动和被动制冷结构设计，降低探测器暗电流噪声以增强系统信噪比，使光谱仪可以对弱目标进行长时间积分成像。

发明内容

由于E2V公司的275大面阵CCD在国内航天领域工程化应用尚属首次，本发明要解决的技术问题为，提供一种结构简单合理、实用、体积小、质量轻，即能保持CCD的热弹性和动力学稳定性，又能为CCD提供制冷使其保持在-20℃以下来满足对低信噪比的需求。

现有的技术方案中焦面结构形式复杂，工艺实施难度高，为解决这些技术问题，所采用的技术方案为：一种用于高光谱对地观测紫外成像光谱仪的焦面组件结构，包括柔性导热索压接板（1）、柔性石墨膜导热索（2）、辅助石墨膜导热带（3）、热沉铜块一（4）、焦面盖板（5）、热沉铜块二（6）、焦面盒体（7）、焦面组件固定板（8）、CCD隔热板（9）、隔热柔性垫圈（10）、焦面组件连接腿一（11）、焦面组件连接腿二（12）以及E2V275CCD和C字型CCD驱动电路板，所述热沉铜块二（6）穿过C字型CCD驱动电路板卡口，依靠热沉铜块二（6）的飞边进行限位，275CCD散热面与热沉铜块二（6）的接触面之间用硅橡胶填充，275CCD管脚穿过C字型CCD驱动电路板焊接孔进行焊接，所述热沉铜块一（4）安装在焦面盖板（5）上，利用钛合金垫圈隔热，所述C字型CCD驱动电路板通过修配好符合尺寸链关系的隔热柔性垫圈（10）安装在焦面盖板（5）上，所述热沉铜块一（4）与热沉铜块二（6）利用紫铜螺钉紧固连接，所述辅助石墨膜导热带（3）热端黏贴在275CCD外壳，其冷端连同柔性石墨膜导热索（2）热端，通过柔性导热索压接板（1）压接在热沉铜块一（4）上，形成CCD散热面中央导热路径与CCD侧面外壳导热路径并联，通过柔性石墨膜导热索（2）将焦面内部的热量传至星上热管上并最终通过辐冷板传出。所述焦面盒体（7）与焦面盖板（5）进行连接，CCD隔热板（9）与焦面盒体（7）进行连接，焦面盒体（7）通过焦面组件连接腿一（11）、焦面组件连接腿二（12）连接至焦面组件固定板（8）。