航天光學相機多ccd器件等溫散熱結構的製作方法

2023-04-24 10:08:21

專利名稱：航天光學相機多ccd器件等溫散熱結構的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於航天光學遙感器技術領域，特別涉及一種應用於航天光學 多光謙分光系統相機的焦面精密熱控等溫散熱結構。
背景技術：
隨著航天光學相機技術的迅速發展，光學遙感器解析度越來越高，所使用 的CCD的工作頻率及功耗也越來越大，特別是多光譜相機同時使用了多個 CCD器件使得CCD工作功耗成倍增加，為了有效降低CCD的暗電平提高相 機信躁比及暗電平的不一致性，對相機熱控提出了更高的要求，遙感相機的焦 面熱控設計是遙感相機熱控設計的難點之一。
對多CCD器件進行有效散熱可以降低CCD器件工作暗電平，可以提高相
平不一致性，給相機焦面電子學信號處理有很大好處。
目前採用的多CCD相機熱控散熱結構是通過在每個CCD相機上連接導 熱銅條，再將導熱銅條連至一根U型導熱銅板上。由於各個CCD器件的位置 不同，連接端位置不同，從而熱阻不同，造成了各個CCD器件之間的溫度相 差很大。也可以考慮釆用中心等距引出方法，即使引出導熱銅條的輸入端與各 個連接CCD的導熱銅條的距離相同，這樣可以克服單根導熱銅條引出溫度相 差較大的缺點，但是由於要保證中心輸出端與各連接端的距離相等，在連接端 數量較多、CCD器件位置有限制的焦面空間熱控設計難以實現。
實用新型內容
本實用新型的目的是克服現有技術不足，提供一種能同時使多個CCD 器件均勻散熱，並使各個CCD器件之間溫度差異很小的航天相機多CCD器件 等溫散熱結構。本實用新型的技術解決方案是航天相機多CCD器件等溫散熱結構，包 括中心輸出端、連接端、導熱條和熱管導熱板，每個導熱條的一端與CCD器 件相連，另一端與一個連接端固定連接，各個連接端的另一端交匯在中心輸出 端，中心輸出端與熱管導熱板連接，中心輸出端與各導熱條之間的各個連接端 熱阻相等。
所述的中心輸出端、連接端、導熱條和熱管導熱板材料為銅、或鋁合金、 或鋁基碳化矽。
所述各個導熱條與連接端的連接面積相同。 所述的中心輸出端與連接端為 一體結構。 所述連接端和導熱條的數量為3-6個。
本實用新型的原理是由於多CCD同時工作時產生的功耗基本相等，要 實現多片CCD器件溫升控制在一個小的溫升範圍，並且穩定均勻，需要保證 多片CCD器件的各傳熱路徑在相同的時間內所傳導的熱量相等。根據傳熱學 基本原理，熱傳導在熱量一定，材料一定的情況下，若溫差相等，則需要熱阻 相等即長度與面積比值相等。見公式
^ 丄
因此，本實用新型使用各連接端變截面的辦法使不同的路徑長度與相應截 面面積的之比相等，實現各CCD傳導路徑上傳導熱量大致相同。 本實用新型與現有技術相比的有益效果是
1、 通過本實用新型等溫散熱結構的設計，使多個CCD器件在相同的工作 時間內所產生的熱量能同時通過導熱條、連接端、中心輸出端傳導到熱管導熱 板。使多個CCD器件的溫度差異得到有效的控制，提高相機焦面的溫度均勻 性，從而降低溫差對相機焦面電子學暗電平不一致帶來的影響；同時提高了焦 面光學組件的溫度均勻性，減小焦面組件溫度不均勻對相機光學成像質量的影 響。
2、 另外，本實用新型各部件全部採用高導熱率的材料提高了熱傳導效率，有效降低了 CCD的工作溫度。


圖1為本實用新型的航天相機多CCD器件等溫散熱結構示意圖； 圖2為本實用新型的中心輸出端與連接端為一體結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
如圖1所示，本實用新型的航天相機多CCD器件等溫散熱結構，包括中 心輸出端1、連接端2、導熱條3和熱管導熱板4。
每個導熱條3的一端與CCD器件相連，另一端與一個連接端2固定連接， 各個連接端2的另一端交匯在中心輸出端1,中心輸出端1與熱管導熱板4連 接。
才艮據公式o = ^Ar s 〖
計算各連接端2的長度與截面面積比相等，即使中心輸出端1與各導熱條 3之間的各個連接端2的熱阻相等。
本實施例中，中心輸出端1、連接端2、導熱條3和熱管導熱板4的材料
選擇銅。
如圖2所示，本實施例的中心輸出端1與連接端2為一體結構。 本實施例中連接端2和導熱條3的數量為4個。
為進一步保證輸出散熱相等，各個導熱條3與連接端2的連接面積相同。 統計實驗，本實施例中可以將導熱條3的溫度控制在20C。以下，各個導
熱條3之間的溫度差異小於2。，也就保證了各個CCD之間溫度差小於2。。 上述實施例只是本實用新型的一種列舉，本領域技術人員可以根據不同的
設計要求和設計參數在不偏離本實用新型的情況下進行各種改進和更換，同樣
落入本實用新型的保護範圍。
權利要求1、航天光學相機多CCD器件等溫散熱結構，其特徵在於包括中心輸出端(1)、連接端(2)、導熱條(3)和熱管導熱板(4)，每個導熱條(3)的一端與CCD器件相連，另一端與一個連接端(2)固定連接，各個連接端(2)的另一端交匯在中心輸出端(1)，中心輸出端(1)與熱管導熱板(4)連接，位於中心輸出端(1)與各導熱條(3)之間的各個連接端(2)熱阻相等。
2、 根據權利要求1的航天光學相機多CCD器件等溫散熱結構，其特徵在 於所述的中心輸出端(1)、連接端(2)、導熱條(3)和熱管導熱板(4)的 材料為銅、或鋁合金、或鋁基碳化矽。
3、 根據權利要求1的航天光學相機多CCD器件等溫散熱結構，其特徵在 於所述各個導熱條(3)與連接端(2)的連接面積相同。
4、 根據權利要求1的航天光學相機多CCD器件等溫散熱結構，其特徵在 於所述的中心輸出端(1)與連接端(2)為一體結構。
5、 根據權利要求1的航天光學相機多CCD器件等溫散熱結構，其特徵在 於所述連接端(2)和導熱條(3)的數量為3 6個。
專利摘要本實用新型公開了一種航天光學相機多CCD器件等溫散熱結構，包括中心輸出端(1)、連接端(2)、導熱條(3)和熱管導熱板(4)，每個導熱條(3)的一端與CCD器件相連，另一端與一個連接端(2)固定連接，各個連接端(2)的另一端交匯在中心輸出端(1)，中心輸出端(1)與熱管導熱板(4)連接，位於中心輸出端(1)與各導熱條(3)之間的各個連接端(2)熱阻相等。本實用新型使多個CCD器件產生的熱量同時通過導熱條(3)、連接端(2)、中心輸出端(1)傳導到熱管導熱板(4)，使多個CCD器件的溫度差異得到有效的控制，提高相機焦面的溫度均勻性，降低了溫差對相機焦面電子學暗電平不一致帶來的影響。
文檔編號G03B17/02GK201322841SQ20082012449
公開日2009年10月7日 申請日期2008年12月12日 優先權日2008年12月12日
發明者曹東晶, 王偉剛, 雷文平 申請人:北京空間機電研究所